2.5 Recursos Hídricos

2.5.1 Predicciones

Fig. 2.1 Huella de agua (L por kg). Los peces de los sistemas RAS utilizan la menor cantidad de agua que cualquier sistema de producción de alimentos

Además de requerir aplicaciones de fertilizantes, las prácticas agrícolas intensivas modernas también suponen una gran demanda de recursos hídricos. Entre los flujos bioquímicos (Fig. 2.1), actualmente se cree que la escasez de agua es uno de los factores más importantes que limitan la producción de alimentos (Hoekstra et al. 2012; Porkka et al. 2016). Los aumentos proyectados de la población mundial y los cambios en la disponibilidad de agua terrestre debido al cambio climático exigen un uso más eficiente del agua en la agricultura. Como se señaló anteriormente, para 2050, la producción agrícola agregada tendrá que producir un 60% más de alimentos en todo el mundo (Alexandratos y Bruinsma 2012), y se estima que un 100% más en los países en desarrollo, sobre la base del crecimiento demográfico y el aumento de las expectativas de nivel de vida (Alexandratos y Bruinsma 2012; OMS 2015). La hambruna en algunas regiones del mundo, así como la malnutrición y el hambre oculta, indican que el equilibrio entre la demanda y la disponibilidad de alimentos ya ha alcanzado niveles críticos, y que la seguridad alimentaria y del agua están directamente vinculadas (McNeill et al. 2017). Las predicciones del cambio climático sugieren una reducción de la disponibilidad de agua dulce y una correspondiente disminución de los rendimientos agrícolas para fines del siglo XXI (Misra 2014).

El sector agrícola representa actualmente aproximadamente el 70% del consumo de agua dulce en todo el mundo, y la tasa de retirada incluso supera el 90% en la mayoría de los países menos desarrollados del mundo. La escasez de agua aumentará en los próximos 25 años debido al crecimiento esperado de la población (Connor et al. 2017; Esch et al. 2017), y el último modelo prevé una disminución de la disponibilidad de agua en un futuro próximo para casi todos los países (Distefano y Kelly 2017). La ONU predice que la búsqueda de prácticas como de costumbre dará lugar a un déficit mundial de agua del 40% para 2030 (Agua 2015). A este respecto, a medida que los suministros de agua subterránea para el riego se agotan o contaminan, y las regiones áridas experimentan más sequía y escasez de agua debido al cambio climático, el agua para la producción agrícola será cada vez más valiosa (Ehrlich y Harte 2015a). La creciente escasez de recursos hídricos compromete no solo la seguridad del agua para el consumo humano, sino también la producción mundial de alimentos (McNeill et al. 2017). Dado que se prevé la escasez de agua incluso en zonas que actualmente cuentan con recursos hídricos relativamente suficientes, es importante desarrollar técnicas agrícolas con bajos requerimientos de insumos de agua y mejorar la gestión ecológica de las aguas residuales mediante una mejor reutilización (FAO 2015a).

El Informe de las Naciones Unidas sobre el Desarrollo de los Recursos Hídricos en el Mundo 2017 (Connor et al. 2017) se centra en las aguas residuales como fuente sin explotar de energía, nutrientes y otros subproductos útiles, con implicaciones no solo para la salud humana y ambiental, sino también para la seguridad alimentaria y energética, así como para la mitigación del cambio climático. Este informe pide tecnologías apropiadas y asequibles, junto con marcos jurídicos y reglamentarios, mecanismos de financiación y una mayor aceptabilidad social del tratamiento de aguas residuales, con el objetivo de lograr la reutilización del agua en una economía circular. El informe también apunta a un informe del Foro Económico Mundial de 2016 que enumera la crisis del agua como el riesgo mundial de mayor preocupación en los próximos 10 años.

El concepto de huella hídrica como medida de la utilización de los recursos de agua dulce por parte de los seres humanos se ha planteado con el fin de fundamentar la elaboración de políticas sobre el uso del agua. Una huella hídrica tiene tres componentes: (1) agua azul, que comprende las aguas superficiales y subterráneas consumidas durante la fabricación de productos o perdidas por evaporación, (2) agua verde que es agua de lluvia utilizada especialmente en la producción de cultivos y (3) agua gris, que es agua contaminada pero aún dentro del agua existente estándares de calidad (Hoekstra y Mekonnen 2012). Estos autores mapearon las huellas de agua de los países de todo el mundo y encontraron que la producción agrícola representa el 92% del uso mundial de agua dulce, y la producción industrial utiliza el 4,4% del total, mientras que el agua doméstica solo el 3,6%. Esto suscita preocupación por la disponibilidad de agua y ha dado lugar a esfuerzos de educación pública encaminados a sensibilizar sobre las cantidades de agua necesarias para producir diversos tipos de alimentos, así como sobre las vulnerabilidades nacionales, especialmente en los países con escasez de agua del norte de África y el Oriente Medio.

2.5.2 Acuapónica y Conservación del Agua

El concepto económico de productividad comparativa mide la cantidad relativa de un recurso necesario para producir una unidad de bienes o servicios. Por lo general, se entiende que la eficiencia es mayor cuando la necesidad de insumos de recursos es menor por unidad de bienes y servicios. Sin embargo, cuando se examina la eficiencia en el uso del agua en un contexto ambiental, también se debe tener en cuenta la calidad del agua, ya que mantener o mejorar la calidad del agua también aumenta la productividad (Hamdy 2007).

El creciente problema de la escasez de agua exige mejoras en la eficiencia del uso del agua, especialmente en las regiones áridas y semiáridas, donde la disponibilidad de agua para la agricultura y la calidad del agua de descarga son factores críticos en la producción de alimentos. En estas regiones, la recirculación del agua en unidades acuapónicas puede lograr una notable eficiencia de reutilización del agua del 95 al 99% (Dalsgaard et al. 2013). La demanda de agua también es inferior a 100 l/kg de pescado cosechado, y la calidad del agua se mantiene dentro del sistema de producción de cultivos (Goddek et al. 2015). Obviamente, estos sistemas deben construirse y operarse para minimizar las pérdidas de agua; también deben optimizar sus relaciones entre agua de peces y plantas, ya que esta relación es muy importante para maximizar la eficiencia de reutilización del agua y garantizar el máximo reciclaje de nutrientes. Se están desarrollando algoritmos de modelado y soluciones técnicas para integrar mejoras en unidades individuales y comprender mejor cómo gestionar el agua de manera eficaz y eficiente (Vilbergsson et al. 2016). Se proporciona más información en los capítulos 9 y 11.

A la luz de las necesidades del suelo, el agua y los nutrientes, la huella hídrica de los sistemas acuapónicos es considerablemente mejor que la agricultura tradicional, donde la calidad y la demanda del agua, junto con la disponibilidad de tierras cultivables, los costos de los fertilizantes y el riego son todos obstáculos para la expansión (Fig. 2.1).

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Fig. 2.2 Ratios de conversión de piensos (RCF) basados en kg de pienso por peso vivo y kg de pienso para porción comestible. Sólo los insectos, que se comen enteros en algunas partes del mundo, tienen una mejor RCF que los peces