Gestión del nexo agua-agricultura-energía para el desarrollo sostenible de la humanidad

POR WALTER FRINDT / INGENIERO CIVIL, INDUSTRIAL MECÁNICO, PRESIDENTE AGRYD

La agricultura de regadío es el principal usuario de los recursos de agua dulce del mundo y, al mismo tiempo, es la actividad humana dedicada a la producción de los alimentos necesarios para alimentar a la creciente población mundial. El agua, los alimentos y la energía están íntimamente entrelazados en los sistemas agrícolas de regadío y se necesita una gestión eficaz y coordinada del nexo agua – agricultura – energía para el desarrollo sostenible de la humanidad, que es un desafío creciente y cada vez más complejo, debido a las grandes incertidumbres planteadas por el cambio climático global.

La industria del riego se integra para comprender y gestionar el complejo de interacciones entre agua, energía y agricultura, recursos que son esenciales para el bienestar humano, la reducción de la pobreza y el desarrollo sostenible. Las proyecciones globales indican que la demanda de agua dulce, energía y alimentos aumentará significativamente durante las próximas décadas, bajo la presión del crecimiento y la movilidad de la población, el desarrollo económico, el comercio internacional, la urbanización, la diversificación de dietas, los cambios culturales y tecnológicos y, muy especialmente, el cambio climático.

La agricultura representa el 70% del total mundial de extracciones de agua dulce, convirtiéndolo en el mayor consumidor de agua. El agua también se utiliza en silvicultura y pesca, a lo largo de toda la cadena de suministro agroalimentario, para almacenar y transportar la energía solar captada y fijada por las plantas, a través del proceso fotosintético. Al mismo tiempo, la producción de alimentos y la cadena de suministro consume aproximadamente el 30% de la energía total requerida a nivel mundial; la energía utilizada por la actividad agrícola es necesaria para producir, transportar y distribuir alimentos, así como para extraer, bombear, levantar, recoger, transportar y tratar el agua.

Los sistemas de energía – agua en la actividad agrícola interactúan de muchas formas. Los proyectos de producción y suministro de energía requieren distintas cantidades de agua y suelo agrícola; los proyectos de suministro de agua para riego requieren energía y suelos; y las actividades de agricultura y silvicultura dependen de la energía y el agua. El aumento de la población y una economía en crecimiento intensifican estas interacciones. Cada sector se ve afectado directamente por los demás y por el cambio climático, y cada sector es un objetivo prioritario de los esfuerzos de adaptación y mitigación; una comprensión cuantitativa de las interacciones entre los sistemas de energía, agua y suelos agrícolas resulta indispensable para mejorar nuestra capacidad para predecir, prepararnos y mitigar el cambio climático, optimizando el uso de estos recursos.

El nexo agua-energía-agricultura ha surgido como un concepto indispensable para describir y abordar la naturaleza compleja e interrelacionada de nuestros recursos globales, de los que dependemos para lograr diferentes objetivos económicos y medioambientales. Asimismo, en términos prácticos, es el mejor enfoque para operar sistemáticamente las interacciones entre el medio ambiente natural y las actividades humanas, y trabajar por una gestión optimizada y coordinada de los recursos naturales en todos los sectores del quehacer humano.

USO EFICIENTE DEL AGUA Y ENERGÍA EN LA AGRICULTURA

Los agricultores tienen la oportunidad única de ayudar a mitigar el cambio climático y la escasez de agua de varias maneras: optimizando la eficiencia del uso del agua con sistemas de riego más eficientes, mejorando la retención de agua en los suelos, reduciendo la demanda hídrica total con cultivos más eficientes en el uso de agua, restaurando el hábitat de humedales y áreas ribereñas, protegiendo los espacios abiertos de la erosión, aumentando la materia orgánica del suelo para conseguir más retención de la humedad, secuestrando carbono con cultivos fotosintéticamente más eficientes y generando energías renovables en el campo, a partir de fuentes como los desechos de los cultivos y del ganado. Las opciones de energía renovable, como la solar, geotérmica y eólica, utilizan cantidades insignificantes de agua en su captación; invertir en energías renovables es invertir en la conservación del agua.

Las medidas de eficiencia a lo largo de toda la cadena agroalimentaria (producción, distribución, comercialización y preparación para el consumo) pueden ayudar a ahorrar agua y energía; un ejemplo notable es el impacto que ha tenido el riego de precisión basado en la información en tiempo real de las condiciones climáticas (evapotranspiración), el estado fenológico de los cultivos, el contenido de humedad de los suelos y el funcionamiento efectivo de los sistemas de riego. En Chile ha sido posible incrementar la eficiencia de uso del agua desde valores promedio nacional de 28% en la década de 1970, hasta valores promedio nacional de 50% en la década de 2010. Los sistemas de riego más modernos hoy permiten alcanzar eficiencias de 90% en términos de agua y de 75% en términos de energía. Su implementación requiere un esfuerzo nacional de extensión agrícola, que forma parte de las actividades habituales de los profesionales del agro involucrados en las tecnologías de riego.

Las tecnologías de desalinización de aguas salobres, incluida el agua de mar, basadas en sistemas de osmosis inversa, que implican un alto consumo energético, han abierto en las últimas dos décadas un horizonte impresionante a la producción de alimentos en suelos que nunca fueron productivos; en tan solo quince años, los costos de esta tecnología han disminuido desde USD 1/m3 a USD 0,4/m3, con el desarrollo de nuevos tipos de membranas y nuevos procesos de desalación. Se estima que estos costos podrían reducirse en un 70% adicional en los próximos veinte años, considerando también el uso de nuevas fuentes de energías limpias no convencionales y no contaminantes, cuya adopción a nivel mundial se acelera cada año.

Otras fuentes no convencionales de agua, que requieren limitados recursos energéticos para su uso en la agricultura regada, corresponden a los procesos de tratamiento y purificación de aguas servidas urbanas y rurales y también a la infiltración de las aguas lluvias excedentarias durante los meses de inverno hacia las napas subsuperficiales, para su extracción durante los meses de primavera y verano. Estas tecnologías recién han iniciado un desarrollo incipiente a nivel mundial, pero ya en algunos países forman parte importante de su matriz hídrica para la producción de alimentos.

El uso de las nuevas fuentes de agua para el riego agrícola – agua desalinizada, aguas servidas tratadas y aguas invernales infiltradas – requiere de la actividad de los profesionales y empresas del sector para su adopción amplia y eficiente en la actividad agrícola nacional; el aporte científico y tecnológico necesarios para esta adopción constituye el presente y el futuro de la industria del riego en nuestro país.

HECHOS Y CIFRAS

• El 72% de todas las extracciones de agua son utilizadas por la agricultura, el 16% por los municipios para los hogares y los servicios (agua potable y saneamiento) y el 12% por las industrias, incluida la minería. (ONU-Agua, 2021)

• Normalmente se necesitan entre 3.000 y 5.000 litros de agua para producir 1 kg de arroz, 2.000 litros para 1 kg de soja, 900 litros para 1 kg de trigo y 500 litros para 1 kg de patatas. (WWF, 2006)

• Casi 800 millones de personas padecen hambre actualmente; para el año 2050 la producción mundial de alimentos debería aumentar en un 50% para alimentar a los más de 9.000 millones de personas que se proyectan que viven en nuestro planeta (FAO / FIDA / UNICEF / PMA / OMS, 2017).

• Las técnicas de recolección y conservación de agua podrían impulsar la producción de kilocalorías en la agricultura de secano hasta en un 24% y, si se combinan con la expansión del riego, en más del 40%. (FAO, 2020)

• Se ha estimado que el 41% del uso actual de agua de riego a nivel mundial se produce a expensas de los requisitos de caudal ambiental requerido para la sustentabilidad de la biodiversidad. (FAO, 2020)

• La cadena de producción y suministro de alimentos representa aproximadamente el 30% del consumo total de energía mundial. (FAO, 2011)

• El 90% de la generación de energía mundial consume más del 30% del agua disponible. (ONU, 2014)

• El enfriamiento de las centrales eléctricas es responsable del 43% de las extracciones totales de agua dulce en Europa (más del 50% en varios países), casi el 50% en los EE. UU. y más del 10% del agua nacional en China. (ONU, 2014)

• Se prevé que la demanda mundial de agua aumente entre un 20% y un 30% anual para 2050 (UNESCO, 2018). Asimismo, las extracciones de agua subterránea aumentarían un 55% para 2050, principalmente debido a la creciente demanda de la industria y la minería. (OCDE, 2012)

• Para 2035, las extracciones de agua para la producción de energía podrían aumentar en un 20% y el consumo en un 85%, impulsadas por un cambio hacia plantas de energía de mayor eficiencia con sistemas de enfriamiento más avanzados (que reducen las extracciones de agua, pero aumentan el consumo) y una mayor producción de biocombustible (IEA, 2012)