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13.3: Escasez de agua y soluciones

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    Uno de los objetivos ambientales más importantes es proporcionar agua potable a todas las personas. Afortunadamente, el agua es un recurso renovable y es difícil de destruir. La evaporación y la precipitación se combinan para reponer nuestro suministro de agua dulce constantemente; sin embargo, la disponibilidad de agua se complica por su distribución desigual sobre la Tierra.

    Escasez de agua

    La crisis del agua se refiere a una situación global en la que las personas de muchas zonas carecen de acceso a agua suficiente, agua potable, o ambas. El clima árido y las áreas densamente pobladas se han combinado en muchas partes del mundo para crear escasez de agua, que se proyecta que empeorará en los próximos años debido al crecimiento de la población, el uso excesivo del agua, la contaminación del agua y el cambio climático. Específicamente, el cambio climático cambia los patrones de precipitación y hace que la capa de nieve que recarga los ríos se derrita a principios de año. Además, el aumento del nivel del mar asociado con el cambio climático empeora la intrusión de agua salada.

    La escasez de agua se refiere a la escasez de agua, que puede ser física o económica (cifra\(\PageIndex{a}\)). La escasez física de agua es la falta de suficientes recursos hídricos en una zona; es decir, el agua se agota más rápidamente de lo que se repone. Los patrones impredecibles de precipitación asociados al cambio climático, que incrementan el riesgo de inundaciones y sequías, exacerban la escasez física de agua. La escasez económica de agua ocurre cuando la gente no puede permitirse el acceso al agua. Naciones Unidas estima que más de la mitad de la población mundial enfrenta escasez de agua durante uno o más meses del año (ver Informe de los Objetivos de Desarrollo Sostenible 2019). Según la Organización Mundial de la Salud y UNICEF, 785 millones de personas carecen de acceso incluso a un servicio básico de agua potable (ver Agua potable) y dos mil millones de personas carecen de acceso a un saneamiento mejorado tan simple como una letrina de pozo (ver Saneamiento), y tres mil millones de personas carecen de un facilidad para lavarse las manos (ver Higiene de manos para todos). Como resultado, casi 829,000 personas mueren cada año por enfermedades diarreicas, y 297.000 de esas muertes ocurren entre niños menores de cinco años (ver Agua Potable).

    La escasez de agua física y económica mundial está codificada por colores en un mapa mundial
    Figura\(\PageIndex{a}\): Regiones que enfrentan o se acercan a la escasez de agua en 2012. El estrés hídrico físico ocurre en el suroeste de Estados Unidos, Oriente Medio, África del Norte, el sur de la India y el sureste de Australia. El estrés hídrico económico ocurre en África Central y Oriental, el oeste de la India y el sudeste asiático. Imagen por Programa Mundial de Evaluación del Agua (WWAP; dominio público).

    Soluciones para abordar la escasez de agua

    Si bien algunas actividades humanas han exacerbado la crisis del agua, los humanos también han desarrollado tecnologías para adquirir o conservar mejor el agua dulce. Las soluciones para abordar la escasez de agua incluyen presas y embalses, recolección de agua de lluvia, acueductos, desalinización, reutilización de agua y conservación del agua.

    Presas y Embalses

    Los embalses (lagos artificiales) que se forman detrás de presas en ríos pueden recolectar agua durante los tiempos húmedos y almacenarla para su uso durante períodos secos (figura\(\PageIndex{b}\)). También se pueden utilizar para suministros de agua urbana. Otros beneficios de las presas y embalses son la hidroelectricidad, el control de inundaciones y la recreación. Algunos de los inconvenientes son la pérdida evaporativa de agua en climas áridos y la erosión de los canales fluviales aguas abajo. Adicionalmente, las presas reducen el flujo de agua aguas abajo, lo que podría conducir a conflictos políticos cuando los ríos abarcan estados o países.

    Los impactos negativos en los ecosistemas de las represas son otro inconveniente importante. Por ejemplo, las presas cambian un río a un hábitat lacustre e interfieren con la migración y el desove de peces. Además, el calentamiento de las aguas superficiales en el reservior influye en la temperatura del agua aguas abajo, impactando a los peces e invertebrados acuáticos que se adaptan al agua más fría. Las presas también atrapan sedimentos que de otro modo continuarían fluyendo río abajo, creando hábitat y suministrando nutrientes río abajo.

    Vista aérea de la presa aspiradora muestra una estructura de hormigón que obstruye un amplio canal de agua (el río Colorado). Lake Mead se encuentra en la esquina superior derecha.
    Figura\(\PageIndex{b}\): Presa Hoover en el río Colorado en Nevada. Detrás de la presa se encuentra el lago Mead, el embalse más grande de Estados Unidos. Imagen por Dsimic (CC-BY-SA).

    Cosecha de agua de lluvia

    La recolección de agua de lluvia implica capturar y almacenar el agua de lluvia antes de que llegue al suelo. La figura\(\PageIndex{c}\) muestra un complejo sistema de recolección de agua de lluvia (sistema de captura de agua de lluvia) propuesto para edificios federales, pero sistemas más pequeños y simples (a veces llamados barriles de lluvia) pueden ser utilizados por propietarios individuales (figura\(\PageIndex{d}\)).

    Un sistema de recolección de agua de lluvia contiene un contenedor de almacenamiento de agua cilíndrico de metal grande y varias tuberías, filtros y controles.
    Figura\(\PageIndex{c}\): Los componentes de un sistema de recolección de agua de lluvia incluyen (1) el sistema de recolección que consiste en la superficie del techo y canalones que capturan el agua de lluvia y la envían a (2) el filtro de entrada, una pantalla que atrapa desechos grandes. (3) El primer desviador de descarga elimina los desechos no capturados por la entrada filtrar de la corriente inicial de agua de lluvia. (4) El tanque de almacenamiento está compuesto por material de resina de poliéster de grado alimenticio aprobado por la Administración de Alimentos y Medicamentos de Estados Unidos (FDA), que es de color verde y ayuda a reducir el crecimiento bacteriano. (5) El desbordamiento es un pico de drenaje que libera el exceso de agua si el almacenamiento el tanque está lleno. El (6) sistema de control monitorea el nivel del agua y el sistema de filtración, y el (7) sistema de tratamiento es responsable de la filtración y desinfección, tratando el agua hasta que sea potable (segura para beber). La bomba (8) mueve el agua a través del sistema hasta donde se utilizará, y el (9) impedimento de reflujo asegura que el agua no pueda fluir hacia atrás a través del sistema en casos de baja presión de agua (cuando el tanque de almacenamiento es bajo). (10) El medidor de flujo (con registrador de datos) mide la producción de agua. El (11) suministro de energía puede depender de fuentes de energía convencionales o energía solar, y el (12) indicador de nivel de agua monitorea el nivel de agua en el tanque de almacenamiento. Leyenda modificada e imagen de Oficina de Eficiencia Energética y Energías Renovables, Departamento de Energía (dominio público).
    Un barril de lluvia de plástico con un grifo recoge la lluvia del caño de drenaje de una casa.
    Figura\(\PageIndex{d}\): Un barril de lluvia es un sistema simple de recolección de agua de lluvia. Los propietarios suelen utilizar el agua almacenada para regar sus jardines. Imagen de Walton LaVonda, USFWS (dominio público).

    Acueductos

    Los acueductos pueden mover el agua desde donde es abundante hasta donde se necesita. Los acueductos pueden ser controvertidos y políticamente difíciles especialmente si las distancias de transferencia de agua son grandes. Un inconveniente es que el desvío de agua puede causar sequía en la zona de donde se extrae el agua. Por ejemplo, Owens Lake y Mono Lake en el centro de California comenzaron a desaparecer luego de que su flujo de río fuera desviado hacia el acueducto de Los Ángeles (figura\(\PageIndex{e}\)). Sin suministro de agua, el lago Owens se secó y se convirtió en una fuente importante de partículas, contaminando el aire durante las tormentas de polvo (ver Contaminación del aire). Owens Lake permanece casi completamente seco, pero Mono Lake se ha recuperado de manera más significativa debido a la intervención legal. Conoce más sobre el Acueducto de Los Ángeles aquí.

    El Acueducto de Los Ángeles es un canal artificial abierto y sinuoso que fluye por una colina
    Figura\(\PageIndex{e}\): El Acueducto de Los Ángeles desvía el flujo de varios ríos del este de California hacia la ciudad de Los Ángeles. Imagen de Los Ángeles (CC-BY-SA).

    Desalinización

    Un método que realmente puede aumentar la cantidad de agua dulce en la Tierra es la desalinización, que consiste en eliminar la sal y los minerales disueltos del agua de mar o del agua subterránea salina (figura\(\PageIndex{f}\)). Una ventaja de este enfoque es que existe un suministro prácticamente ilimitado de agua salada. Existen varias formas de desalar el agua de mar incluyendo ebullición, filtración, electrodiálisis (aplicar una corriente eléctrica para eliminar los iones que comprenden sales) y ósmosis inversa (figura\(\PageIndex{g}\)). Todos estos procedimientos son moderadamente a muy caros y requieren un aporte considerable de energía, lo que hace que el agua producida sea mucho más cara que el agua dulce de fuentes convencionales. Además, el proceso crea aguas residuales altamente salinas, las cuales deben desecharse y generar un impacto ambiental significativo. La desalinización es más común en el Medio Oriente, donde la energía del petróleo es abundante pero el agua es escasa.

    La planta desalinizadora Port Stanvac consta de cuatro torres cilíndricas metálicas
    Figura\(\PageIndex{f}\): Planta Desaladora Port Stanvac en construcción en Australia del Sur. Imagen de Vmenkov (CC-BY-SA).
    Ósmosis inversa diagramada por un tubo en forma de U con agua contaminada a la izquierda, una membrana en el centro y agua limpia a la derecha.
    Figura\(\PageIndex{g}\): La ósmosis inversa es un método de desalinización. En este proceso, se aplica presión (A) al agua salada, que contiene iones (átomos o moléculas cargadas) y otros contaminantes (C). El agua es forzada a través de una membrana semipermeable (D), a través de la cual no pueden pasar los contaminantes. Luego se distribuye agua dulce limpia que es segura para beber (E) (F). Imagen de Colby Fisher (CC-BY-SA).

    Reutilización de Agua (Reciclaje de Agua)

    El reciclaje de agua se refiere a la reutilización del agua para fines apropiados como la agricultura, el suministro municipal de agua, los procesos industriales y la restauración ambiental (figura\(\PageIndex{h}\)). Esto podría ocurrir a escala de un solo hogar, por ejemplo, instalar plomería que redireccione el agua drenada del fregadero para descargar el inodoro. El reciclaje del agua también puede ocurrir a grandes escalas. Por ejemplo, las aguas residuales del sistema de alcantarillado se tratan regularmente hasta cierto punto, pero pueden tratarse más para producir agua potable (que es segura para beber) y luego bombearse a acuíferos agotados. Este enfoque limita la intrusión de agua salada de acuíferos cercanos a la costa y reduce la dependencia de la precipitación y posterior infiltración para recargar acuíferos. El Distrito de Agua del Condado de Orange en California empleó este sistema luego de una campaña de información para explicar el proceso de purificación y garantizar la confianza del público en la seguridad de las aguas residuales tratadas.

    Un paisaje con ejemplos de fuentes de agua y oportunidades de reutilización de agua, como para agricultura, agua subterránea, abastecimiento de agua potable, etc.
    Figura\(\PageIndex{h}\): Diagrama de flujo de reutilización de agua. El agua superficial, el agua subterránea y el agua de los embalses se somete a tratamiento de agua potable. A partir de ahí, sirve para fines comerciales, industriales y domésticos y apoya la infraestructura verde. El agua usada se trata en la medida necesaria para su propósito (tratamiento apto para fines). El tratamiento y el uso aptos para fines incluyen restauración ambiental, recarga de agua subterránea, reutilización agrícola, aumento de aguas superficiales, reutilización portátil, reutilización de riego, reutilización doméstica, reutilización industrial y reutilización comercial. La descarga de edificios industriales, domésticos y comerciales se procesa a través del tratamiento de aguas residuales. Imagen por EPA (dominio público).

    Conservación del Agua

    La conservación del agua se refiere a usar menos agua y usarla de manera más eficiente. Alrededor del hogar, la conservación puede involucrar tanto tecnologías de ahorro de agua como decisiones conductuales. Ejemplos de tecnologías de ahorro de agua incluyen lavadoras de ropa de alta eficiencia y duchas e inodoros de bajo flujo Los comportamientos de conservación del agua incluyen apagar el agua mientras te cepillas los dientes, tomar duchas y duchas más cortas en lugar de bañeras y arreglar grifos con fugas. Un lavavajillas usa menos agua que lavar los platos a mano, particularmente el lavavajillas solo funciona cuando está lleno. Del mismo modo, correr menos cargas de ropa, más grandes, conserva el agua en relación con las cargas más frecuentes y más pequeñas. Elegir alimentos con una huella hídrica baja (como huevos) sobre aquellos con una huella hídrica alta (como la carne de res) también puede conservar el agua.

    La jardinería ofrece varias oportunidades de ahorro de agua. Si vives en un clima seco, considera cultivar solo vegetación nativa, tolerante a la sequía, que requiere poco riego (figura\(\PageIndex{h}\)). Cuando sí riegue su jardín, hágalo solo según sea necesario y temprano en la mañana, cuando se perderá menos agua por evaporación. Los sistemas de goteo ayudan a entregar solo la cantidad necesaria de agua de una manera que minimiza la evaporación. Estas estrategias también se pueden aplicar a gran escala en la agricultura, lo que es sumamente importante considerando las altas demandas agrícolas de nuestro suministro de agua en relación con el uso municipal. Las estrategias de conservación del agua en la agricultura incluyen el cultivo de cultivos en áreas donde las precipitaciones naturales pueden apoyarlos, sistemas de riego más eficientes como los sistemas de goteo y la agricultura con labranza cero, lo que reduce las pérdidas evaporativas al cubrir el suelo.

    Un jardín de planta nativa de California incluye amapolas californianas de color naranja brillante
    Figura\(\PageIndex{i}\): El uso de plantas eficientes en el agua y el riego no solo se ve hermoso, sino que ahorra recursos y apoya la biodiversidad y los polinizadores naturales. Imagen y subtítulo del Departamento de Recursos Hídricos de CA (dominio público).

    El agua embotellada no es una solución sustentable a la crisis del agua. El agua embotellada no es necesariamente más segura que el suministro público de agua de Estados Unidos, cuesta en promedio unas 700 veces más que el agua del grifo estadounidense, y cada año usa aproximadamente 200 mil millones de botellas de plástico y vidrio que tienen una tasa de reciclaje relativamente baja. En comparación con el agua del grifo, utiliza mucha más energía, principalmente en la fabricación de botellas y el transporte de larga distancia. (Comprar un filtro de agua es una solución más sustentable que el agua embotellada si no te gusta el sabor del agua del grifo).

    Referencias

    Agua Potable. 2019. QUIÉN. Accedido 2020-12-29.

    Hand Hygeine for All. 2020. UNICEF. Accedido 2020-12-29.

    Saneamiento. 2019. QUIÉN. Accedido 2020-12-29.

    El Informe de Objetivos de Desarrollo Sustentable. 2019. Naciones Unidas. Accedido 2020-12-29.

    Atribución

    Modificado por Melissa Ha de las siguientes fuentes:

    This page titled 13.3: Escasez de agua y soluciones is shared under a CC BY-SA 4.0 license and was authored, remixed, and/or curated by Melissa Ha and Rachel Schleiger (ASCCC Open Educational Resources Initiative) .