La Tierra contiene más de 1.386.000.000 km3 (la cantidad de agua para llenar 565 billones de piscinas olímpicas) de agua preciosa. El agua es abundante y puede ser fácil de encontrar en sus tres estados físicos: como hielo, líquido y vapor de agua. Sin embargo, la mayor parte del agua se produce como agua salada en los océanos, que cubren más de 70% de la superficie de la Tierra. El agua salada no puede ser consumida por los seres humanos porque la salinidad hace que las células de nuestro cuerpo se deshidraten. La columna izquierda de la Figura 11 muestra la distribución de toda el agua en la Tierra.

distribution of water chart
Figura 11. La distribución de agua en la Tierra. 1

Mirando hacia el futuro

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Aprenderemos en la Sección Agua y Ética que el agua es un “derecho humano”. Entenderemos más claramente esto en la medida que veamos aquí cómo el agua es esencial para la vida y su escasa disponibilidad.

Sólo 2.5% del suministro total de agua es agua dulce, la forma necesaria para sustentar la vida animal y vegetal, incluidas actividades humanas esenciales como beber, cocinar, limpiar, bañarse, la agricultura y la industria (Figura 12).

A medida que estudiemos la columna del centro y la de la izquierda en la Figura 11, veremos que casi 69% del agua dulce de la Tierra está congelada en glaciares y casquetes de hielo. El restante 31.4% restante se encuentra en los acuíferos subterráneos y cuerpos superficiales de agua. Con el rápido derretimiento de los glaciares y los casquetes polares, gran parte del agua dulce almacenada de la Tierra se está derritiendo y mezclando con los océanos, lo que hace que no esté disponible para uso humano.

illustration of fresh water on earth
Figura 12. Accesibilidad de toda el agua de la Tierra. 2

Aparte del agua congelada almacenada en los glaciares, existen tres fuentes principales de agua dulce líquida almacenada en la Tierra. La primera es el agua superficial o el agua que se encuentra en los lagos, pantanos, y ríos. El agua superficial es creada por la precipitación que se acumula en una cuenca de drenaje o cuenca hidrográfica. La segunda fuente es el agua subterránea, la cual se colecta en los pequeños espacios entre la grava y el suelo o dentro de los acuíferos subterráneos. El agua subterránea es recargada tanto por la precipitación como por la tercera fuente de agua dulce: el flujo debajo del río. El flujo debajo el río es el agua que se mueve a través de la zona hiporreica que se encuentra justo debajo de la superficie del sedimento de una planicie aluvial o del lecho del río. El flujo bajo el río es muy dinámico. Cuando el nivel freático es bajo, el flujo debajo del río lo recarga o reabastece. Cuando los recursos del suelo están completamente saturados, el agua es forzada a retroceder a través de la zona hiporreica y propio río, un proceso llamado descarga.

Mirando hacia el futuro

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En la próxima sección de Acción conocerás sobre las acciones que se están tomando en Indonesia para enfrentar las inundaciones causadas por la deforestación.

El agua dulce limpia y accesible es escasa y está distribuida de manera desigual en el mundo. Ya hemos encontrado este problema en el estudio de caso del río Ganges al inicio de este capítulo. La disponibilidad de agua potable varía mucho de un lugar a otro por dos razones. La primera es la variación natural en el ciclo hidrológico, que ya se discutió anteriormente. La segunda es la intervención humana que se examinará a continuación. Las actividades humanas han impactado considerablemente la distribución natural del agua. Estas intervenciones incluyen la distribución del agua para la agricultura, la deforestación, la industria y la quema de combustibles fósiles. Con el tiempo, la actividad humana también ha contribuido al cambio climático global, lo cual altera en gran medida la distribución del agua. El aumento de las temperaturas del planeta causa:

  • Aumento de la evaporación de las superficies de los océanos y la tierra.
  • Aumento de la precipitación sobre los océanos y la tierra; aumento de intensidad de la lluvia.
  • Acidificación del océano debido a la disolución del dióxido de carbono de la atmósfera en H2O
  • Menos nieve; menos reconstrucción de glaciares y menor altura de nieve acumulada.
  • Tormentas frecuentes e intensas; huracanes, tornados, monzones y tifones.
  • Deshielo de la capa de hielo; aumento del nivel del mar.

Por supuesto, las comunidades humanas también han manipulado directamente el flujo de agua por razones socioeconómicas. Las tecnologías construidas para garantizar el acceso confiable al agua para uso humano han cambiado las trayectorias de los ríos, han creado y agotado los recursos de la superficie y han drenado los acuíferos, como hemos visto con el río Ganges. El siguiente capítulo sobre los sistemas alimentarios examinará a fondo cómo la agricultura industrial moderna ha impactado los recursos hídricos de esta manera.

Acceso humano al agua

Mirando hacia el futuro

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La ética ambiental debe prestar especial atención a las necesidades de agua de los pobres.

Los seres humanos obtienen la mayor parte del agua que utilizan de su cuenca o cuenca hidrográfica local. A menudo, las personas recolectan esa agua mediante la extracción de los acuíferos subterráneos (pozos de agua subterránea), la desviación directa de los ríos y la extracción de embalses o estanques de retención. Las aguas subterráneas proporcionan 20% de agua para todos los usos en el mundo. En Europa, las aguas subterráneas proveen entre 50 y 70% del agua potable. En Estados Unidos 75% de los sistemas municipales de suministro provienen de aguas subterráneas. La mayoría de los países fuera de los trópicos dependen de las aguas subterráneas para la producción agrícola. En Arabia Saudita y en la República Popular Árabe de Libia, 90% del agua utilizada en la agricultura se extrae de las aguas subterráneas. La India tiene casi este grado de dependencia, con 89%, seguido de Túnez (85%), Sudáfrica (84%), España (80%), Bangladesh (77%), Argentina (70%), Estados Unidos (68%), Australia (67%), México (64%), Grecia (58%), Italia (57%) y China (54%).

gathreing water in Bangladesh
Figura 13. Una mujer en Bangladesh recogiendo agua. Lea este artículo sobre la crisis del agua en Bangladesh. Haz clic aquí para leer un breve informe de la Organización Mundial de la Salud (OMS) sobre el arsénico que afecta al agua potable y al suministro de alimentos.3

La dependencia humana de los recursos de aguas subterráneas en muchas regiones es tan amplia que la tasa de extracción excede en gran medida la tasa de reposición natural a través del ciclo hidrológico. Esto causa varios problemas. La rápida extracción del agua de los acuíferos ha provocado una grave escasez de agua y problemas de salud en países como la India y Bangladesh, donde la demanda de agua para el riego de los cultivos ha sido tan grande que ha sido necesario cavar pozos más profundos para el agua potable. Los pozos profundos atraviesan las capas recargables de suelo donde el agua se purifica de manera natural y llegan a las capas no recargables que contienen agua, la que algunas veces está contaminada con arsénico. Del mismo modo, a medida que el nivel freático desciende, muchos pozos excavados a mano por los agricultores pobres se secan y no tienen los recursos para cavar un pozo más profundo y bien perforado. Desafortunadamente, muchas familias han perdido su sustento básico y cayeron en la pobreza de esta manera.

Mirando hacia el futuro

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El “valor ético de la sostenibilidad” debe informar cómo utilizamos el agua para que esté disponible para las generaciones futuras.

sinkhole
Figura 14. Un socavón o sumidero grande en una región de Karst. 4

Otro problema sucede en las regiones que cuyos suelos descansan sobre formaciones de piedra caliza. La geología caliza contiene grandes cavernas subterráneas que comprende las aguas subterráneas. Esto se llama topografía karst. La extracción excesiva de agua subterránea puede provocar el derrumbamiento de la caverna y el hundimiento de las capas superficiales, creando socavones a veces lo suficientemente grandes como para tragar edificios (ver la Figura 14). De 1972 a 2000, más de 42 socavones karst se abrieron debajo de las viviendas y carreteras sólo en Moscú, Rusia.

El desvío de ríos proporciona agua a las zonas que carecen de fuentes naturales de agua. Debido a que el flujo de los ríos es unidireccional, su desvío también reduce la disponibilidad de agua para las personas que viven río abajo o puede hacer que el nivel de agua caiga tan bajo que los ecosistemas de lagos y ríos pueden sufrir o colapsar. El Río Colorado en el oeste de Estados Unidos, por ejemplo, ya no fluye hacia México debido a un siglo de desviación de agua en siete estados de Estados Unidos. Esto ha privado a los mexicanos de agua con la que habían contado durante siglos.

Los embalses artificiales son creados al contener el agua del río en un lago artificial. Los embalses se crean con tres propósitos principales: 1) para la producción de energía hidroeléctrica, 2) para el control de inundaciones y 3) como una fuente de agua confiable para las comunidades locales. Mientras que los embalses hacen mucho más accesible al agua para el uso humano local, pueden también crear varios problemas de escasez de agua tanto locales como corriente abajo. Principalmente, la construcción de presas aumenta el área de la superficie del agua retenida. Esto significa que una mayor cantidad de agua es calentada directamente por el sol y, posteriormente, perdida a través de la evaporación. En cada década desde los años setenta, la cantidad de agua perdida por evaporación de los embalses en todo el mundo ha superado la cantidad de agua utilizada para el consumo doméstico e industrial. Las represas también pueden impedir que los sedimentos ricos en nutrientes se transporten río abajo, donde son necesarios para construir los deltas fluviales y mantener la fertilidad de los suelos de las planicies aluviales. El agua contenida en los embalses para su uso durante períodos de poca agua puede reducir, en gran medida, la fuente de agua a las comunidades que viven río abajo.

Por último, a medida que los embalses se llenan, sumergen la tierra seca y su cubierta vegetal. Una vez sumergidas, las plantas mueren y las bacterias descomponen el material vegetal produciendo metano, un potente gas de efecto invernadero. La vegetación en descomposición puede proporcionar las condiciones ideales para que las bacterias conviertan el mercurio elemental (Hg) en metilmercurio (CH3Hg). Esta última forma del mercurio es tóxica para la vida silvestre y los seres humanos. Incluso pequeñas cantidades de metilmercurio en los peces consumidos por los seres humanos pueden afectar el sistema nervioso, especialmente en el desarrollo del feto.

Usos humanos y consecuencias

El uso humano del agua dulce a menudo se divide en tres categorías: doméstica, agrícola e industrial. La cantidad de agua dulce consumida por cada una de estas actividades no es uniforme en todo el mundo (ver la Figura 15), pero en general la agricultura representa 70% del agua dulce que se usa, la industrial 20% y el uso doméstico sólo 10%. Las diferencias regionales en el consumo de agua están influenciadas por la densidad poblacional, el nivel de desarrollo y los factores geográficos como los tipos de recursos hídricos disponibles.

Global Water Footprint
Figura 15. Huella hídrica global. 5

Uso doméstico

El uso doméstico del agua es cuando se utiliza para las tareas del hogar como beber, lavar, cocinar o regar un jardín. El uso doméstico del agua fue la primera de las tres categorías que se desarrolló históricamente. Las comunidades nómadas de humanos se reunieron por primera vez y se establecieron temporalmente en torno a fuentes de agua dulce que podrían satisfacer sus necesidades diarias de subsistencia.

Mirando hacia el futuro

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En África se están desarrollando muchos proyectos para mejorar el acceso al agua para uso doméstico. Veremos sobre uno de estos proyectos en la próxima Sección de Acción.

La cantidad y la calidad del agua a la que una persona puede acceder determinan en gran parte su salud y sus oportunidades económicas. Los seres humanos necesitan alrededor de 50 Lt de agua limpia al día para mantener la salud. A esto se le llama nuestro Requisito Básico de Agua (RBA). Cincuenta litros de agua es suficiente para asegurar que una persona pueda reemplazar la cantidad que pierde diariamente a través de las actividades regulares (alrededor de un litro por cada 1.000 calorías gastadas) y suficiente agua adicional para mantener la higiene, las necesidades del hogar para preparar alimentos y evitar enfermedades. El agua utilizada para los alimentos que cultivamos, el ganado que criamos o los bienes y servicios de consumo que producimos es llamada agua incorporada (o virtual). El volumen anual de agua incorporada que se consume en el mundo es de casi 1,625 millones de metros cúbicos o alrededor de 40% de todo el consumo de agua. El agua incorporada no está incluida en el RBA.

Cuando se examina el uso del agua como la cantidad utilizada por cada persona o per cápita, queda claro que los individuos en todo el mundo no tienen acceso equitativo a los recursos hídricos (ver la Figura 16). En 2011, más de 11% de la población mundial (768 millones de personas) no tenían acceso a una fuente limpia de agua potable. En todo el mundo, 84% de aquellos que no tienen acceso a agua potable en sus hogares viven en zonas rurales.

A pesar de que el acceso al agua difiere ampliamente de un lugar a otro, también lo hace la tasa de consumo doméstico. Aunque la relación del uso de agua y el Producto Interno Bruto (PIB) ha disminuido en muchos países, el estadounidense promedio utiliza más de 500 litros de agua (sin incluir el agua incorporada) en el hogar todos los días; esto es 35 veces más agua que la utilizada por una persona promedio que vive en el África subsahariana y el doble del promedio alemán (Fig. 16).

per capita water use
Figura 16. Uso diario de agua per cápita en países seleccionados. 6

El acceso al agua potable está estrechamente vinculado al saneamiento y la higiene. Juntos, el agua contaminada y la falta de saneamiento e higiene adecuados contribuyen a más de 80% de las enfermedades infecciosas en todo el mundo. Gran parte de la contaminación es por heces humanas y animales. Un solo gramo de heces puede contener más de 10.000.000 virus, 1.000.000 de bacterias, 1.000 quistes de parásitos y 100 huevos de parásitos. Las enfermedades causadas por el agua contaminada matan a más de 4.500 niños por día, causando más muertes desde la Segunda Guerra Mundial que todos los conflictos armados globales combinados. El acceso deficiente al agua y al saneamiento doméstico afectan casi todos los aspectos de la vida cotidiana de una persona.

Uso agrícola

large scale farm irrigation
Figura 17. El 70% de agua dulce en el mundo se utiliza para la agricultura a gran escala. 7

El uso agrícola del agua fue la segunda de las tres categorías que se desarrollaron, ya que los pueblos nómadas comenzaron a plantar, cosechar y almacenar los cultivos. A medida que las prácticas de riego mejoraron, la producción agrícola podía apoyar el crecimiento de las poblaciones humanas. Hoy en día, la agricultura a gran escala es un proceso vasto y mecanizado en muchas partes del mundo y constituye 70% del uso de agua dulce del mundo, más que cualquier otra actividad humana.

El agua potable es esencial para cultivar alimentos y criar animales, pero el consumo agrícola de agua también representa casi 80% de toda el agua incorporada: el agua utilizada para sembar, regar, cosechar, procesar, refrigerar y transportar alimentos al mercado. El cultivo, la cosecha, y el envío de alimentos al mercado es un proceso extremadamente intensivo en agua. 

Persona inspiradora

john williams
John Williams es un hidrólogo australiano y miembro fundador del Wentworth Group of Concerned Scientists. Williams es un líder en el desarrollo de soluciones de ahorro de agua en la agricultura. Williams también es un cristiano practicante que ve una relación entre su fe y su trabajo como científico.8

Según la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO), se necesitan de 2.000 a 5.000 litros de agua para producir el alimento diario de una persona. Como hemos visto, una persona sólo requiere 50 litros de agua potable al día para vivir sanamente. Es posible que te sorprendas al saber que una libra de carne de res requiere más de 7.500 litros de agua de la granja a la mesa.

En algunos lugares, los escasos recursos hídricos han llevado a los gobiernos a comprar grandes extensiones de tierra en países con acceso a más agua, a veces a miles de kilómetros de distancia. La práctica se denomina acaparamiento de tierras. En 2008, por ejemplo, Qatar compró 40.000 hectáreas en Kenia para cultivar alimentos que después podrían exportar a los mercados de Qatar. De acuerdo con los rankings de 2018, Qatar es el tercero país con más escasez de agua en el mundo; Kenia es de “bajo riesgo”, en el número 123.

La producción agrícola ha aumentado considerablemente desde la década de 1960 con la introducción de fertilizantes sintéticos, pesticidas químicos y herbicidas. La mayoría de estas sustancias químicas regresan al sistema hidrológico a través de la escorrentía a los lagos, ríos y arroyos. Después vuelven a entrar en el sistema alimentario y comienzan a acumularse en los organismos vivos. Este tipo de contaminación se llama bioacumulación.

oceanic dead zones
Figura 18. Formación de una zona muerta oceánica.

El escurrimiento agrícola contiene fertilizantes que se acumulan en los ríos y finalmente fluyen hacia el mar (paso 1 en la Figura 18), proporcionando un desarrollo involuntario a las plantas acuáticas unicelulares llamadas fitoplancton o algas. Las algas utilizan el fertilizante y se reproducen abundantemente, formando grandes aumentos de algas (paso 2). Los pequeños crustáceos llamados zooplancton se alimentan de las algas (paso 3). Las algas no consumidas mueren y, junto con las heces de zooplancton, se hunden hasta el fondo para ser descompuestas rápidamente por las bacterias (paso 4). Estas bacterias utilizan el oxígeno en su proceso de descomposición (paso 5), dejando muy poco oxígeno en el agua para otras especies marinas. El agua se vuelve hipóxica (bajo nivel de oxígeno) y, a medida que la vida marina se afixia, se crea una zona muerta (paso 6).

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Figura 19. Un cuadro de video del fondo marino en el Báltico occidental cubierto con vida marina muerta causada por el agotamiento de oxígeno. 9

El número de zonas oceánicas muertas alrededor del mundo (como la de la Figura 19) ha aumentado de sólo una docena en la década de 1960 a más de 400 en la actualidad, debido al incremento en el uso de fertilizantes en las prácticas agrícolas en todo el mundo.

Uso industrial

El uso del agua en la industria incluye las vastas cantidades de agua necesaria para la fabricación, lavado, transporte, enfriamiento, extracción y la prestación de servicios. Al igual que cada producto agrícola tiene una ‘huella hídrica’ que representa toda el agua incorporada utilizada para cultivar, cosechar, procesar y entregar el producto, también lo tiene cada producto industrial. Si estás usando una camisa de algodón, por ejemplo, la camisa requirió aproximadamente 2.500 litros de agua para ser producida.

La contaminación del agua por los procesos industriales es también una preocupación importante. Las industrias de semiconductores, el acero, los productos químicos, el papel, los metales, la explotación minera y la extracción de combustibles fósiles y las industrias de refinación producen materiales de desecho que pueden filtrarse hacia las aguas superficiales y subterráneas, presentando riesgos para la salud humana y animal y teniendo un efecto profundo en la vida acuática. La percolación del agua de lluvia a través de pilas de desechos industriales producidos por la extracción de carbón, por ejemplo, puede introducir metales tóxicos como cadmio, arsénico, mercurio y plomo en acuíferos de aguas subterráneas que se utilizan para beber.

preparing for fracking
Figura 20. Tanques de agua preparados para el proceso de fracturación hidráulica. Ve este video que explica el proceso de fracturación hidráulica. 10

La fracturación hidráulica (llamada también fracking) es una nueva y polémica tecnología minera utilizada para extraer gas natural (metano, CH4) de los depósitos de esquisto bituminoso en Estados Unidos. El fracking consiste en la inyección a alta presión de una mezcla de agua y más de 500 productos químicos solventes diferentes en pozos subterráneos profundos, expandiendo las grietas en el esquisto bituminoso y liberando el gas natural para su recolección. Entre 70 y 140 mil millones de galones de agua dulce se inyectan en los pozos de fracking cada año en Estados Unidos. Además de su enorme consumo de agua, existen dos preocupaciones principales sobre el efecto del fracking en la calidad del agua. Uno de los problemas son los químicos agresivos que contaminan las aguas subterráneas. La segunda es que el metano liberado durante el proceso del fracking contamina también el agua potable del acuífero. Aunque el gas natural es una fuente de energía de combustibles fósiles, también es un gas de efecto invernadero extremadamente potente, 20 veces más potente por molécula que el dióxido de carbono (CO2). Como veremos en los capítulos sobre la energía y el cambio climático, el fracking causa la fuga de CH4 directamente a la atmósfera, lo que exacerba los efectos del cambio climático global. 

Mirando hacia el futuro

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El agua es un derecho humano básico, necesario para el “bien común” y la privatización del agua plantea serias interrogantes sobre la distribución equitativa del agua.

Por último, las empresas negocian licencias con los gobiernos nacionales para tener derechos sobre el agua para operar plantas manufactureras, empresas de bebidas o servicios privados. Por ejemplo, se estima que alrededor de 200 mil millones de botellas de agua potable fueron extraídas, embotelladas y vendidas sólo en 2008, muchas de ellas transportadas largas distancias hasta su destino final, lo que requiere grandes cantidades de agua. En el sur de Asia, los productores de bebidas han extraído ilegalmente los recursos hídricos subterráneos y superficiales de los cuales dependen las comunidades locales. Durante la década de 1980, el Fondo Monetario Internacional (FMI) y el Banco Mundial alentaron la privatización de los servicios públicos de agua en los países en desarrollo que recibían préstamos del FMI.

Estrés hídrico y crisis del agua

La diferencia entre la distribución y el consumo de agua puede crear problemas de escasez de agua en algunas regiones. A la dificultad para acceder al agua dulce se le llama estrés hídrico.

Además de la cantidad de lluvia que un país recibe cada año, la forma en que un país administra su agua es también muy importante. Este proceso implica una serie de políticas y prácticas conocidas colectivamente como Gestión de los Recursos Hídricos (WRM). El estrés hídrico generalmente se mide comparando la cantidad de agua renovable en un lugar concreto con la cantidad extraída per cápita. Cuando la cantidad extraída es superior a la cantidad renovable, un país sufre de estrés hídrico. Cuando el estrés hídrico llega al punto en que el agua limpia disponible ya no puede satisfacer las necesidades (domésticas, agrícolas e industriales) de la comunidad local, ésta experimenta una crisis de agua.

Persona inspirada

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Rajendra Singh es un conservacionista del agua, conocido como el Hombre Agua de la India. Al ayudar a las aldeas a recuperar sus pequeñas presas tradicionales de tierra (johads), Rajendra ha ayudado a llevar agua a más de 1 000 aldeas. Mira su historia aquí. 11

Muchos países están extrayendo agua a una tasa insostenible, lo que significa que los recursos hídricos no podrán regenerarse naturalmente a través del ciclo hidrológico a la tasa en la que se están agotando. Kuwait (como Qatar) es uno de los países con mayor escasez de agua en el mundo, consumiendo más de 2.400% de su agua renovable cada año. A nivel mundial, el suministro de agua dulce renovable por persona disminuyó un 58% en la segunda mitad del siglo XX, ya que la población creció a más de seis mil millones. A medida que este número se expande a 8.7 mil millones de personas, antes de la estabilización prevista alrededor del año 2050, continuará impulsando la creciente demanda de recursos hídricos subterráneos y superficiales.

El estudio científico del agua revela una sustancia de extraordinarias cualidades para dar vida. El agua es esencial para todos los seres vivos y no vivos en la Tierra, desde el organismo más pequeño hasta los vastos patrones del clima global. No es de extrañar que desde que los seres humanos emergieron como una especie, han puesto un alto valor en el agua y han enfrentado muchos desafíos sobre la protección y distribución del agua. Es a estos retos a los que ahora se enfoca Sanando la Tierra.

Preguntas para considerar

  • Imagina que se inventó una tecnología para cambiar suficiente agua salada en agua dulce para satisfacer las necesidades de la vida en la Tierra. ¿Resolvería esto la crisis del agua? Aprende sobre los esfuerzos de desalinización en el sitio web de Scientific American.
  • ¿Cuáles son los principales impactos globales sobre la calidad y cantidad del agua actualmente?