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¿Cuál es el ciclo del agua y cómo se ve afectado por el cambio climático?

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Activo desde hace unos 3.800 millones de años, el ciclo del agua es el motor de la vida en el planeta y uno de los máximos condicionantes económicos. Su estabilidad se ve amenazada por la aceleración del cambio climático debido a la actividad humana. La necesidad de preservarlo es también una oportunidad para impulsar el desarrollo sostenible, las tecnologías verdes y la economía circular.

Hace 4.000 millones de años, la Tierra era una esfera de magma flotando en el espacio. Pero esa enorme masa incandescente ya contenía la base acuática de la vida. El magma liberó el agua en forma de vapor, y así fue enfriando la atmósfera hasta precipitarse en estado líquido. La enorme actividad volcánica del planeta siguió actuando como renovadora del agua atmosférica y aumentó su volumen tanto a nivel superficial como subterráneo.

El eterno retorno

Al tratarse de un viaje circular, no tiene un principio ni un fin claros. Los actores fundamentales que participan en él son el Sol y la propia agua en un proceso cíclico complejo y de escala planetaria. Para entenderlo se puede elegir los océanos como punto de partida principal (contienen el 97% del agua en la Tierra, el resto se lo reparten los casquetes polares y glaciares, con el 1.7%, además de ríos, lagos y suelos, junto con el vapor atmosférico en un porcentaje mínimo, el 0,001%) y analizar cinco fases fundamentales, según indica la Enciclopedia Británica. Todos estos pasos se enlazan en la gran secuencia del ciclo del agua.

  • Evaporación. En un volumen masivo, se transfiere el agua de la superficie planetaria a la atmósfera. El fenómeno sucede porque el Sol transmite energía al agua y provoca en ciertas moléculas la suficiente energía cinética para que se propulsen fuera del medio líquido. Además de la radiación solar, otros factores clave para la evaporación son la temperatura, la humedad y la velocidad del viento. La cantidad de energía solar necesaria para este proceso es la mitad de toda la que recibe la radiación terrestre. De acuerdo con la Fundación Aquae, cada día el sol evapora más de un billón de toneladas de agua.
  • Transpiración. Es un caso especial de evaporación, que suele incluirse en la medición conocida como evapotranspiración o evaporación total (incluye todos los procesos de evaporación del planeta). En este caso, se trata del vapor expulsado por las plantas a través de los microporos conocidos como estomas.
  • Condensación. Proceso inverso a la evaporación, supone el paso del agua en estado gaseoso al estado líquido. El proceso se inicia cuando se supera la cantidad máxima de vapor de agua en un volumen de aire a una determinada temperatura, normalmente se produce por el enfriamiento o la mezcla de dicho volumen con otros volúmenes de aire. La consecuencia de la condensación son las lluvias o precipitaciones.
  • Precipitación. El agua en estado líquido se condensa por saturación y cae por efecto de la gravedad a la superficie terrestre. Su destino se divide en cuatro: una determinada cantidad vuelve a la atmósfera por evaporación, otra es interceptada y de nuevo evaporada por la superficie de las hojas, o bien se infiltra en el suelo o fluye como escorrentía hacia los mares.
  • Escorrentía. La suma total de toda el agua que circula sobre la superficie (la fluvial, fundamentalmente), pero también de toda la que circula bajo la superficie terrestre por los canales subterráneos. Al verter finalmente en los océanos, se retroalimenta el proceso sin fin.

Según un informe de Naciones Unidas, se espera que 6.000 millones de personas sufran escasez de agua en 2050

Cantidad y calidad

“Tenemos dos problemas fundamentales. El primero es la escasez. El segundo, la calidad”, resume Fernando Morcillo Bernaldo de Quirós, presidente ejecutivo de Asociación Española de Abastecimientos de Agua y Saneamiento. De estas dos amenazas para el ciclo, Morcillo apunta la cantidad como “la más acuciante”. “Existe una enorme preocupación por el volumen disponible de agua y de momento las dos vías para paliar la escasez son desalar, un proceso que consume una cantidad masiva de energía, y la reutilización de las aguas”. Según un informe de Naciones Unidas, se espera que 6.000 millones de personas sufran escasez de agua en 2050. Esto significaría un 61% de la población global.

La calidad del agua es la otra gran preocupación. No solo afectan los contaminantes clásicos como detergentes, purines, pesticidas o deshechos industriales, también productos de síntesis muy elaborada y difícil detección y destrucción como los microplásticos o sustancias procedentes de las industrias químicas. Algunas de estas, como el caso de los estrógenos que suelen emplearse en anticonceptivos de vía oral, han sido noticia por sus efectos sobre la fauna: ha llegado a detectarse su impacto en el cambio de sexo de peces, a través de su disolución en las aguas.

Varios estudios científicos aportan conclusiones algo más esperanzadoras, como el publicado en 2014 por Claus Wedekind, profesor del departamento de Ecología y Evolución de la Universidad de Lausana, en Suiza. Wedekind demostraba que la genética de algunos peces resiste incluso en aguas muy contaminadas. Es decir, la vida encuentra fisuras a pesar del impacto de la actividad humana en los ecosistemas.

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Visión integral de retos y soluciones

Resulta imprescindible redoblar esfuerzos para preservar el ciclo del agua. “Es fundamental abordar la labor investigadora desde un enfoque integral, que abarque todas las etapas del filtro: tanto de reducción en el consumo gracias a una mayor eficiencia y el control de la red de distribución [para evitar las pérdidas en canalizaciones y tuberías obsoletas o sin mantenimiento], como en la búsqueda de recursos alternativos, por ejemplo la ampliación de usos del agua regenerada y la propia extensión de este servicio y sus redes, además de la gestión de embalses para mejorar la calidad del agua en origen y facilitar el tratamiento en las potabilizadoras”, detalla Eduardo Arozamena, jefe de Tratamiento de Aguas del Guadarrama y portavoz del Canal de Isabel II, en Madrid.

Francisco Carreño, coordinador del grado de Recursos Hídricos en la Universidad Rey Juan Carlos de Madrid, coincide en la necesidad de mejorar no solo la gestión del agua, sino la conciencia social: “Las medidas que se deben desarrollar para minimizar los efectos adversos sobre el ciclo pasan por una concienciación sobre la problemática hídrica en todos los niveles: una política realista y efectiva para mejorar y preservar el medio, impulsar el conocimiento mediante la investigación de los componentes que intervienen en el ciclo del agua y sus interacciones, y apostar por el desarrollo tecnológico capaz de optimizar la demanda en la agricultura, que representa casi el 80% de las demandas de agua a nivel nacional y mundial”.

Tecnología verde, economía circular

La aplicación práctica de ese conocimiento que apunta Carreño supone una oportunidad inédita para proteger el ciclo, especialmente con el impulso de las tecnologías verdes y la economía circular para racionalizar el consumo y compensar el crecimiento constante de la actividad (y por tanto de la explotación de recursos hídricos) al que tiende por inercia el mercado. No obstante, esa implantación de las tecnologías no es sencilla: “No podemos renovar sin más las infraestructuras de un país en cuanto esté disponible una solución tecnológica mejor, porque hay que recobrar los costes de las instalaciones anteriores para que la inversión del dinero público tenga sentido”, explica Fernando Morcillo.

Al respecto, José Díaz-Caneja, director de la línea de negocio del Agua en la multinacional Acciona, decía en una entrevista que en los próximos años la economía de escala abaratará las inversiones y por tanto aumentará la capacidad de tratamiento en, por ejemplo, depuradoras de aguas residuales procedentes de industrias y concentraciones urbanas para devolverlas limpias a los cauces de los ríos.

Mirada desde el cielo

Entre las líneas de investigación más prometedoras, algunas miran la Tierra desde el espacio, donde mejor se entiende la importancia del ciclo del agua y la expresión planeta azul. Por ejemplo, “la teledetección que usa datos e imágenes obtenidos desde sensores en los satélites y que permite realizar un seguimiento permanente y diario del estado de los recursos del agua a nivel global. Las principales agencias con programas de Observación de la Tierra (la NASA y su equivalente la Agencia Espacial Europea, ESA), destinan recursos para desarrollar nuevos satélites que cumplan ese tipo de funciones”, apunta el profesor Carreño. España cuenta con el satélite radar PAZ, que incorpora un sistema de teledetección para investigaciones relacionadas con el agua, por ejemplo de las inundaciones y la humedad del terreno.

Sostenibilidad planetaria

Si el ciclo es global, los esfuerzos para protegerlo también deben serlo. De ahí que sea un aspecto incluido en los Objetivos de Desarrollo Sostenible de la ONU, en concreto el número 6 sobre acceso al agua de calidad. La Unión Europea abandera diversos programas relativos al ciclo del agua desde su iniciativa Horizonte 2020, un plan de inversión tecnológica y renovación económica que ha movilizado 80.000 millones de euros. Entre los programas desplegados destaca Ultimate, que promueve “las sinergias en las industrias hídricas para una sociedad más inteligente en la gestión del agua”.

Su enfoque planetario pasa por la economía circular y la reutilización del agua residual de los procesos de potabilización y reutilización como un recurso clave. Ultimate es un ejemplo de otro requisito crucial de la transición económica hacia la sostenibilidad: la estrecha colaboración entre el sector público y el privado para financiar y desarrollar planes globales, que no traten cada sector por separado (por ejemplo, las infraestructuras, la financiación verde y la administración) sino que aprovechen su interdependencia para generar rentabilidad y normativas favorables.

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