¿Qué es la Escasez de Agua? | Fluence
Sequía

El bajo nivel de agua del embalse de South Lake en California refleja la presión que las condiciones de sequía del estado han puesto en los suministros de agua.

Ya se trate de sequía o falta de acceso, más de mil millones de personas en todo el mundo no tienen suficiente agua limpia

Las condiciones agudas de sequía y la disminución de recursos de agua naturales se centran más en lo que sigue siendo un problema mundial: la falta de acceso al agua potable dulce.

La escasez de agua se puede definir como una falta de agua suficiente, o no tener acceso a suministros de agua seguros.

El agua es una necesidad urgente en muchas áreas del mundo. Esa escasez se está extendiendo a medida que se necesita el agua para crecer y procesar alimentos, crear energía y satisfacer a la industria para una población en constante crecimiento. El cambio climático es un factor clave.

El agua limpia es un ingrediente esencial en la vida humana saludable, pero 1.200 millones de personas carecen de acceso al agua, según estimaciones recientes del Instituto Internacional de Gestión del Agua citado en The World’s Water: Volumen 8, editado por Peter H. Gleick. Para el 2025, dos tercios de la población mundial podría estar enfrentando escasez de agua, según la Federación Mundial de Vida Silvestre. Los suministros de agua dulce disponibles en todo el mundo continúan disminuyendo. Para el 2030, la demanda de agua la demanda de agua se prevée que aumente un 40% de acuerdo con Even Kuross, un consultor de gestión con sede en Oslo, que escribe en Fair Observer. Se espera que la población mundial llegue a los 9.000 millones de personas, poniendo presión sobre los suministros de agua.

Escasez de Agua Física

Escasez de Agua Potable

Un niño ayuda a su padre a llevar recipientes de agua mientras buscan agua potable en Bangladesh. Debido a que el área está rodeada de agua salina, la escasez de agua potable es un problema importante.

La escasez de agua física ocurre cuando no hay suficiente agua para satisfacer la demanda. Aproximadamente el 20% de la población mundial vive ahora con escasez de agua física, que The World’s Water: Volumen 8 las define como áreas en las que las extracciones de agua exceden el 75% de los flujos de los ríos. Otros 500 millones viven en áreas “que se acercan a la escasez física”. Esto podría ser el resultado de condiciones locales secas o áridas, pero la distribución también juega un rol. El Proyecto de Agua señala la cuenca del Río Colorado como un ejemplo primordial “de una fuente aparentemente abundante de agua que se utiliza y se maneja en exceso, lo que lleva a una escasez de agua física muy grave downstream”.

Economía del Agua

Hay otra fuente igualmente desafiante de escasez de agua: factores económicos El Proyecto de Agua explica:

En los países en desarrollo, encontrar una fuente fiable de agua segura a menudo requiere mucho tiempo y es costosa. Esto se conoce como escasez económica. Se puede encontrar agua, […] simplemente requiere más recursos para hacerlo. […] La escasez económica de agua es, sin lugar a dudas, la forma más inquietante de escasez de agua, ya que implica casi por completo falta de compasión y falta de buena administración que permite que la condición persista. La escasez de agua económica existe cuando una población no tiene los medios monetarios necesarios para utilizar una fuente adecuada de agua.

La escasez económica de agua es predominante en todo África, particularmente en el África subsahariana. Se estima que 1.600 millones de personas en todo el mundo viven en zonas de escasez económica de agua, con 780 millones de personas viviendo en zonas sin servicios básicos de abastecimiento de agua. Lo que agrava la falta de inversión en infraestructura son los conflictos políticos y étnicos, que continúan aumentando e intensificándose a nivel mundial a medida que el agua se hace cada vez más escasa, escribe Brian Richter en el libro Chasing Water: Una guía para pasar de Escasez a Sostenibilidad. El suministro inadecuado de agua también puede contribuir a la inestabilidad política y económica.

Presión Demográfica

Supriya Kumar del Worldwatch Institute Supriya Kumar dijo a Voice of America que la escasez de agua seguirá empeorando a medida que la población mundial continúe creciendo:

Más de 1.200 millones viven básicamente en zonas de escasez física de agua. Y casi 1.600 millones enfrentan escasez económica de agua. Y estos son números realmente extremos. Y, mientras nuestra población continúe creciendo, sólo va a haber más problemas. Y vamos a tener que enfrentar medidas drásticas para asegurarnos que la gente tenga acceso al agua.

En el compendio bienal de información y datos de agua dulce, Gleick escribe que un desafío clave inherente a la cuantificación del problema es que los datos no se recopilan de manera fiable o consistente. Algunos de los últimos datos sobre uso del agua disponibles son en realidad de 20 años o más. Sin datos de línea de base confiables, muchas cuestiones clave no pueden ser abordadas adecuadamente por los responsables de generar políticas.

Select Water Footprint Per Capita Data, 1996- 2005*
Nation Population Rain Water Surface and Ground water usage Freshwater Pollution Total
(thousands) (Cubic meters per person per year)
Australia 19,320.00 1,853.30 216.30 245.00 2,314.60
Bolivia 8,408.00 3,359.90 62.70 45.30 3,467.90
Congo, Democratic Republic 52,052.00 540.00 5.40 6.60 552.10
Cyprus 790.90 1,682.30 349.30 353.80 2,385.40
Israel 6,134.00 1,790.50 253.30 259.00 2,302.70
Niger 11,272.10 3,411.00 87.10 20.50 3,518.70
Saudi Arabia 21,114.20 1,131.20 447.50 270.60 1,849.30
United Arab Emirates 3,329.80 1,921.20 570.60 644.20 3,136.00
United States 288,958.20 1,968.30 238.90 635.30 2,842.50
World 6,154,564.20 1,015.40 153.30 216.50 1,385.20

Leyenda del Cuadro: Datos extraídos de The World’s Water: Volumen 8. Promedio de la huella para el período entre 1996 y 2005 expresado en m3 por persona por año.

Soluciones de Escasez de Agua

Hay varias soluciones disponibles capaces de abordar eficazmente la escasez de agua, incluyendo el reúso, almacenamiento, manejo, conservación y numerosas tecnologías de tratamiento de agua tales como la desalinización. Típicamente, uno o más enfoques deben ser adoptados conjuntamente para ser efectivos, ya sea que una corporación dependiente de agua o una entidad gubernamental esté haciendo la adopción. El quid de la cuestión es equilibrar la oferta disponible con la demanda o el consumo. Agregar suministro de agua a través del reúso o desalación, por ejemplo, no es una panacea. Sin gestión y estrategias del agua para hacer frente adecuadamente a la demanda cada vez mayor, la solución queda incompleta.

Veamos algunas de estas soluciones, así como de qué manera y dónde se están implementando.

Recarga de Acuíferos

El agua subterránea es el agua que se acumula debajo de la superficie de la tierra en fisuras y grietas, luego se traslada a los acuíferos. Un acuífero es un cuerpo de suelo o roca permeable que contiene o transmite agua subterránea. Típicamente, los acuíferos se llenan o se recargan de la lluvia o del derretimiento de nieve cuando el agua fluye abajo hasta que alcanza roca menos permeable.

En épocas de sequía o escasez de agua, hay poca agua disponible naturalmente para recargar los suministros de agua subterránea existentes, que pueden agotarse por el uso excesivo. Las extracciones de aguas subterráneas se han triplicado en los últimos 50 años, según estimaciones de las Naciones Unidas de 2012 citadas en The World’s Water: Volumen 8. Las áreas con mayores retiros de agua subterránea incluyen partes de China, India y Estados Unidos. Aproximadamente el 67% de todo el agua extraída se destina al uso agrícola, el 22% se destina a uso doméstico y el 11% a uso industrial.

En algunas áreas, incluyendo Australia y California, se está explorando la recarga de agua subterránea o acuífero para ayudar a reforzar los suministros de agua. El proceso incluye la inyección o infiltración del agua de superficie en exceso en acuíferos subterráneos. El agua se puede tratar antes de ser inyectada. El agua se puede almacenar bajo tierra hasta que se necesite. Se están restaurando algunas cuencas con especies de plantas nativas en áreas de humedales para apoyar las capacidades de recarga natural de acuíferos.

El agua superficial se almacena a menudo en represas, lagos, embalses y tanques, pero hay muchos desafíos, incluyendo inundaciones, contaminación por fuentes naturales y artificiales y pérdidas por evaporación o infiltración.

Reúso del Agua y Tecnología de Descarga del Cero-Líquido

Varias estrategias y enfoques interrelacionados al reúso de agua pueden aliviar la escasez de agua para los municipios y las industrias. Estos incluyen agua de reciclaje y reúso y el uso de sistemas de descarga de líquido cero (ZLD), que utilizan, tratan y reúsan el agua en un sistema cerrado sin liberación o descarga.

Reciclada o recuperada, el agua puede ser utilizada en una variedad de aplicaciones en las industrias, tanto dentro de las instalaciones como en la comunidad. Las aplicaciones típicas para agua reciclada incluyen riego superficial para huertos y viñedos, campos de golf, zonas de jardines y cultivos alimentarios. Otros usos incluyen la recarga de agua subterránea, preservación o aumento de ecosistemas tales como humedales o hábitat ripario y en procesos industriales. El agua no potable puede utilizarse para aseo, lavado, riego de jardines, lavado de vehículos y calles y otros propósitos similares.

Con estos sistemas, los efluentes una vez vistos como una materia inútil, desechable, se convierte en un recurso valioso. Fluence tiene experiencia en todo el mundo en el tratamiento avanzado de efluentes, creando sistemas para reúso de agua en una amplia gama de procesos industriales, agrícolas y municipales. Las tecnologías de tratamiento de agua de Fluence son capaces de producir agua pura y agua ultrapura para reúso en diversas aplicaciones, incluyendo energía, embotellado de bebidas, producción de alimentos e irrigación de la agricultura.

Reciclaje de Efluentes de Purga

La planta de energía Ashalim concentra la luz del sol para producir vapor de alta temperatura para la generación de turbina.

Un aspecto importante del reúso de agua es que conserva valiosas fuentes de agua dulce. Un ejemplo es la nueva planta de energía solar térmica de Ashalim en Israel, que se basa en agua dulce local para su torre de enfriamiento de agua de reposición. El gobierno estaba buscando un sistema para reusar el agua dulce y para minimizar la descarga de los efluentes salobres de purga.

Fluence creó una solución que incluye filtración, ultrafiltración y ósmosis inversa en contenedores modulares. El reciclaje del agua de enfriamiento antes de la descarga en estanques de evaporación ahorra agua dulce valiosa en un 50% y reduce los volúmenes de descarga.

La industria de bebidas y alimentos también utiliza tecnologías de descarga cero y reúso de agua. De hecho, estas tecnologías pueden mejorar sus costos totales de operaciones así como también hacerlos resistentes en períodos de escasez de agua. En una entrevista de marzo de 2012 con Food Manufacturing, Henry J. Charrabé, director general y director ejecutivo de Fluence, explicó:

Las plantas de alimentos requieren un gran volumen de agua para procesar alimentos, limpiar equipos de plantas y eliminar productos de desecho. […] La enorme cantidad de efluentes que deben ser tratados es un costo oneroso para muchos fabricantes de alimentos. Este es el motivo por el cual el agua y el tratamiento de efluentes presentan tanto un desafío como una oportunidad para los operadores de planta de alimentos.

Instalaciones de PepsiCo Frito Lay en Casa Grande, Arizona, al parecer es la primera planta de procesamiento de alimentos de Estados Unidos capaz de producir agua de proceso de calidad potable para reúso. La planta de fabricación de alimentos para aperitivos que procesa papas y maíz, tiene un sistema de tratamiento de recuperación de agua de proceso de 2.460-m3/d que ha ayudado a Frito-Lay a reducir su consumo de agua anual en 378.541 m3. Los rellenos sanitarios a menos del 1% de sus residuos, lo hacen una instalación de residuos cercano a cero.

El reúso del agua–ya sea aguas grises o agua reciclada–puede ahorrar agua dulce para el consumo humano en épocas de escasez y estrés de agua. En Australia, por ejemplo, el uso de aguas grises al parecer ahorraría más de 1 billón de litros de agua potable cada año. Aunque algunos consumidores son escépticos en cuanto a beber agua reciclada, firmes defensores, incluyendo el fundador de Microsoft convertido a filántropo Bill Gates, continúan demostrando que no hay nada que temer al beber agua correctamente tratada.

Desalinización

Una solución cada vez más popular a la escasez de agua dulce es el tratamiento de las fuentes de agua salina o salobre a través de un proceso conocido como desalinización. Este proceso puede tratar agua de mar o agua subterránea que contenga concentraciones de sal que hacen que el agua no sea apta para consumo humano. Agua dulce, por ejemplo, se define como agua con menos de 1.000 ppm de sal. El agua altamente salina contiene entre 10.000 ppm y 35.000 ppm de sal.

Muchos países están aumentando su inversión en desalinización para desarrollar fuentes de agua confiable frente a la creciente demanda. Se trata de los Emiratos Árabes Unidos, las naciones con limitados suministros de agua disponibles como Chipre y áreas con escasez de agua de los Estados Unidos. Hay un estimado 16.000 plantas de desalinización en funcionamiento alrededor del mundo, los más grandes están en Arabia Saudita, Emiratos Árabes Unidos e Israel.

En los Emiratos Árabes Unidos, por ejemplo, la demanda de agua se espera que se duplique entre los años 2011 y 2020. La mayor parte de esa demanda se está satisfaciendo a través de la desalinización, con aproximadamente USD3,27 mil millones gastados anualmente para la desalinización. Abu Dhabi reportó producir GPD 650 millones en 2011.

Desafortunadamente, la desalinización a menudo ha dependido considerablemente de instalaciones potentes, fijas. Masdar estima que la desalinización de agua marina requiere 10 veces más energía que bombear agua de pozo.

Pero hay soluciones disponibles para superar estos obstáculos convencionales. Por ejemplo, algunas instalaciones de desalinización más grandes pueden incluir una planta de cogeneración –una fuente de energía más verde para tratamiento.

Soluciones para Tratamiento Descentralizado

Otra forma de ahorrar dinero es traer el tratamiento a donde sea necesario, eliminando la necesidad de infraestructura de entrega exhaustiva. Fluence, que ya diseña, fabrica y suministra plantas de desalinización a gran escala, de última generación con capacidades de 20.000 a 100.000 m3/d, está liderando el camino con soluciones descentralizadas de tratamiento, como las plantas de tratamiento de agua en contenedores modulares en su línea NIROBOX™. Nirobox tiene opciones para agua de mar y agua salobre, así como para tratamiento de efluentes.

Nirobox es una solución escalable “plug-and-play” que se puede implementar rápidamente. Un buen ejemplo se puede encontrar en la Reserva Conchal, un complejo turístico de cinco estrellas en Costa Rica afectado por la sequía. La escasez de agua y la carencia de infraestructura de la entrega del agua planteaban una amenaza al turismo, haciendo necesario una fuente local, de alta calidad, confiable de agua potable que no lastimaría el medio ambiente.

En apenas ocho meses de la orden al arranque, Fluence proporcionó tres unidades en contenedor de desalación de agua de mar Nirobox con una salida total de 1.500 m3 de agua por día.

El acceso a la energía puede ser un obstáculo para el tratamiento de agua descentralizado. El tratamiento convencional de lodo activado requiere una cantidad substancial de energía para accionar los aireadores.

Una nueva tecnología revolucionaria de Fluence corta el uso de la energía para la aireación en un 90%. Los reactores de biofilm de membrana aireada (MABRs) no sólo ahorran dinero, sino que su bajo consumo de energía hace posible establecer tratamiento de efluentes en lugares remotos.

Por ejemplo, una comunidad agrícola de 1.000 hogares Jezreel Valley, Israel necesitaba actualizar un sistema de estanque que fue incapaz de reducir los niveles de nutrientes para cumplir los estándares del gobierno. La solución tenía que ser inodora y silenciosa, tener bajo consumo de energía y hacer uso de la estructura de estanque existente. Mediante la adición de unidades descentralizadas MABR, el proceso fue capaz de proporcionar 125m3/d de agua apta para su reúso en riego.

Administración del Agua

La administración de recursos de agua mediante las políticas y regulaciones existentes es una manera de abordar muchos desafíos relacionados con el agua, incluyendo derechos de reúso de agua y otros. Aborda los efectos de eventos naturales y la intervención humana–como embalsado o dragado–sobre los recursos hídricos naturales y también trata sobre los efectos a largo plazo, acumulativos de las decisiones de política de agua en la economía, instituciones y medio ambiente. Esto puede ser a través de políticas de desarrollo con respecto a suministros de agua domésticos, contaminación y el uso excesivo de suministros de aguas subterráneas, restauración de humedales y temas tales como importaciones y exportaciones de agua.

Aunque la gestión del agua es vista comúnmente como una tarea de los gobiernos nacionales o regionales, cada vez se practica más a nivel estatal, provincial o local. Las empresas e industrias también están adoptando mejores prácticas de gestión de agua para ayudarlos a prosperar y ser mejores administradores de recursos.

Los mayores obstáculos que limitan la gestión eficiente del agua son la política y la burocracia. Un ejemplo se puede ver en el oeste de Estados Unidos, donde el aumento de la demanda y la escasez están haciendo que funcionarios estatales y regionales cada vez protejan más sus derechos al agua.

Monitoreo de Infraestructura y Reparaciones

Otra de las claves en el rompecabezas del ahorro de agua es la permanente necesidad en todo el mundo del monitoreo de infraestructura y reparación para evitar la pérdida de agua a través de sistemas de entrega. Estas pequeñas cantidades son cada vez mayores con el tiempo. El monitoreo de infraestructura de envejecimiento y la creación de nuevas tecnologías, tales como válvulas inteligentes inalámbricas y dispositivos de detección de fugas en tuberías — están ayudando, pero se deben utilizar junto con las políticas de agua tales como los planes de información y reparación rutinarias.

¿Qué tan grande es el problema? Según un informe del 2013 del Center for Neighborhood Technology, en los Estados Unidos, un estimado de 2,1 billones de galones por año–alrededor del 16% del agua utilizada en la nación diariamente, se pierden a través de infraestructura obsoleta y con fugas. En Europa, el valor estimado de agua perdida a través de infraestructura con fugas es aproximadamente 80 mil millones euros por año, según Community Research and Development Information Service.

La contribución destinada a la solución del problema es financieramente insuficiente para la reparación o reemplazo de la infraestructura. Incluso en Estados Unidos, se necesitan inversiones de más de USD1 billón para reparar y ampliar la infraestructura envejecida del país del agua potable , según un informe de American Water Works Association de 2013. Estimaciones para la reparación y actualización de sistemas de tratamiento de efluentes en toda la nación fueron similares.

La organización también señaló que retrasar las inversiones en reparaciones de infraestructura clave aumenta dramáticamente los costos eventuales. Para tratar estos temas en algunas áreas, se ha promovido la privatización del servicio público del agua. El Banco Mundial, por ejemplo, estimó que las sociedades público-privadas dieron lugar a reducir pérdidas de agua — desde fugas, robos y medición inexacta — en un 15%.

El tratamiento descentralizadopuede desempeñar un papel importante en la reducción de este tipo de pérdida de agua. Eliminando la infraestructura vulnerable, puede conducir a una reducción en la supuesta agua agua no facturada, que se refiere al agua se trata pero se pierde que con los escapes o hurto antes de llegar a los consumidores.

Conservación del agua

La conservación del agua es crítica para frenar la escasez del agua. Aunque existen preocupaciones acerca de su efectividad, es necesario reducir la demanda. Por lo general, los esfuerzos de conservación son publicitados y promovidos en tiempos de sequía, pero en realidad, la conservación es clave para mantener el equilibrio de oferta y demanda, especialmente en áreas frente a crecimiento de la población.

Pueden verse esfuerzos de conservación efectivos en áreas tales como Zaragoza, España, que inició su proyecto de ahorro de agua municipal en 1997 con el objetivo de reducir el uso de agua doméstica en 1 millón de m3 por año. El efecto neto ha sido un “impacto de escasez de agua” de 1,176 m3 de agua por año, según Water 2030. Se trata de reducción de uso de agua per-capita de aproximadamente 51 litros, o un cambio de 150 litros por día en 1997 a 99 litros por día en 2012, a pesar de un aumento de 12% de la población.

A pesar de esto y hechos similares, la conservación es atacada con frecuencia en los medios de comunicación ambientales por ser ineficaces, especialmente en ausencia de políticas de administración de agua significativas y bajo precios del agua. Kurt Schwabe, profesor de economía ambiental y política de la Universidad de California Riverside, fue citado en The Redlands Daily Facts diciendo que los críticos dicen que incluso éxito de restricciones obligatorias de agua “una función de labuena voluntad del público, también lo es la probabilidad de quedar atrapados en el mal comportamiento.”

El fundador de Environmentalist Foundation of India, Arun Krishnamurthy, observó en The Guardian:

La mayoría de los esfuerzos de conservación comienzan con una explosión y se propagan durante meses o años debido a la falta de apoyo. Esto podría ser falta de dinero, de conocimiento público, o incluso el profundo conocimiento necesario para seguir adelante.

En última instancia, el direccionamiento de escasez de agua requiere esfuerzos combinados de los consumidores, administradores del agua, investigadores y funcionarios públicos. Encontrar un conjunto de soluciones eficaces y asequibles es a menudo la meta. Brian Richter, director de Global Freshwater Strategies for The Nature Conservancy, dijo en Colorado Public Radio:

Tienen que equilibrar uso con disponibilidad y considerar el costo y la eficacia. […] La conservación del agua o eficiencia de uso en la industria y la agricultura son las menos costosas [opciones para abordar la escasez de agua] con el menor impacto sobre el medio ambiente.

¿Qué sigue?

El 2030 Water Resources Group concluyó:

No hay crisis de agua simple, ni una solución simple. Diferentes países y diferentes cuencas de agua enfrentan problemas únicos, a veces incluso dentro de la misma región. Con límites finitos al agua local, el reto se convierte en cómo podemos administrar esos recursos para entregar con seguridad el agua necesaria para impulsar el crecimiento, así como para satisfacer las necesidades de las personas y el medio ambiente.

Para obtener información sobre soluciones eficientes, personalizadas de tratamiento de efluentes y agua diseñadas para solucionar sus problemas de escasez de agua específicos, sírvase contacte a Fluence para determinar la solución de agua, efluentes y reúso de agua que mejor satisfaga sus necesidades.