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El agua, la energía y los alimentos son recursos esenciales para satisfacer las necesidades básicas del ser humano, para el funcionamiento de los ecosistemas, así como para el desarrollo socio-económico. Si tuviéramos que elegir entre uno de estos recursos para llevar a cabo nuestro día a día, nos daríamos cuenta que no podemos hacer a un lado cualquiera de los otros recursos, ya que dependemos de ellos.
Somos conscientes de que el agua es vital para el funcionamiento de los seres vivos; seguramente has escuchado que casi dos terceras partes del cuerpo humano está conformado por agua. De igual manera, la energía es necesaria para el cuerpo humano, ya que todos los procesos que se realizan en las células producen y requieren energía para poder llevarse a cabo. Además, la energía y el agua están presentes en los alimentos que consumimos, y estos son indispensables para obtener los nutrientes necesarios para realizar todas las funciones esenciales del cuerpo humano.
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Pero, ¿cómo se relacionan los recursos agua, energía y alimentos en el ambiente?
Seguramente hasta este punto te habrás dado cuenta de que la sociedad demanda de manera ininterrumpida estos recursos. Se necesita agua para satisfacer necesidades básicas y para contribuir al desarrollo económico mediante actividades como la agricultura, la producción de energía y la industria. Asimismo, estas actividades o servicios no podrían realizarse sin la energía.
Se requiere energía para la distribución, bombeo e incluso para el tratamiento o desalinización del agua. La cantidad de energía requerida en los diferentes aspectos del suministro de agua depende de la distancia y la elevación que debe recorrer el agua, la topografía, el clima, la temperatura, el volumen de agua y la tecnología utilizada. Se estima que, de la electricidad consumida en el sector del agua, alrededor del 40% se destina a la extracción de aguas subterráneas y superficiales, seguido del tratamiento de aguas residuales con un 25%. Respecto al tratamiento de agua, el uso de energía es más severo en la desalinización del agua. A nivel mundial, se estima que menos del 1% de la demanda de agua se satisface a través de agua proveniente de tratamientos no convencionales como la desalinización.
Pero, ¿la energía también depende del agua? ¡Si! El agua es esencial en casi todas las formas de producción de energía, desde la extracción de combustibles fósiles como el carbón, gas natural o petróleo, hasta la generación de electricidad. El sector energético se considera el segundo usuario mayor de agua después del sector agrícola. El consumo de agua en el sector eléctrico depende principalmente de las tecnologías usadas en el proceso de generación de energía eléctrica. Más específicamente, los sistemas de refrigeración son el factor determinante en el consumo de agua.
Y aunque hay algunas formas de generación de electricidad a partir de fuentes de energías renovables, no siempre resulta en un menor consumo de agua. Por ejemplo, ¿sabías que el consumo de agua en las centrales nucleares es mayor que en las centrales de carbón o gas natural? Esto es debido a que en las centrales eléctricas de combustibles fósiles se requiere menos refrigeración y, por lo tanto, se tiene un menor consumo de agua. Esto demuestra la importancia de la selección de tecnologías para la generación de energía, lo cual debe ser considerado especialmente en lugares con baja disponibilidad de agua.
Ahora, hablemos de la relación entre el agua y los alimentos. La agricultura es la principal responsable del consumo de agua. Según la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO), alrededor del 70% del consumo mundial de agua se destina a actividades agrícolas, especialmente al riego. El consumo de agua en la producción de alimentos varía según el tipo de cultivo, las condiciones hidrometeorológicas y el tipo de riego. En los últimos años, la demanda de alimentos ha estado cambiando debido a los estilos de vida y las dietas seguidas por la población. En este sentido, los estudios publicados referentes al consumo de agua en las dietas omnívoras, vegetarianas y veganas, han demostrado que las dietas vegetarianas y veganas conllevan un menor consumo de agua. Por ejemplo, una dieta elaborada principalmente con productos de origen animal, necesita aproximadamente cinco metros cúbicos per cápita por día, mientras que una dieta con bajo contenido de alimentos de origen animal necesita aproximadamente la mitad de esa cantidad per cápita por día.
Por otro lado, se requiere energía para la producción de alimentos en el uso de combustibles fósiles para maquinaria, electricidad para bombear agua, energía para producir fertilizantes y en el almacenamiento, procesamiento, distribución y preparación de alimentos. Se estima que aproximadamente el 30% de la energía global disponible se consume en el sector alimentario.
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Además, ¿sabías que los alimentos o las plantas pueden utilizarse para generar energía?
Esto se conoce como bioenergía y se refiere a la energía que se obtiene de la biomasa (plantas). Durante la fotosíntesis, las plantas obtienen energía de la luz solar para convertir CO2 y H2O en compuestos con alto contenido energético, de esta manera se almacena la energía solar en forma de biomasa, la cual puede ser quemada para transformarla en energía térmica o eléctrica. Es por esto que se considera que la biomasa es un recurso neutro en CO2, porque el CO2 capturado durante la fotosíntesis se libera en la combustión de la biomasa. Esto es importante porque el CO2 es un gas que contribuye al calentamiento global.
La biomasa se puede convertir en diversas formas útiles de energía, como calor, electricidad, combustibles y productos químicos a través de diferentes procesos. La bioenergía aporta alrededor del 12% del consumo mundial de energía. Como vemos, la bioenergía tiene varios impactos positivos, pero la principal desventaja es que requiere grandes cantidades de agua y espacio terrestre.
Nexo energía-agua-alimentos
El agua, la energía y los alimentos están estrechamente relacionados, dependen el uno del otro y, por lo tanto, un cambio en cualquiera de los sectores hídrico, energético y alimentario tendría una repercusión en alguno de los otros. Debido a las numerosas interconexiones entre estos recursos surgió el concepto Nexo energía-agua-alimentos. El nexo se encarga del estudio de las relaciones entre estos recursos para realizar un manejo más eficiente de los recursos. Además, ayuda en la búsqueda de soluciones para crear sistemas que generen un menor impacto ambiental y que contribuyan en diversos aspectos sociales, así como al desarrollo económico de las naciones. Es decir, el nexo energía-agua-alimentos es una herramienta fundamental para lograr el desarrollo sostenible.
El enfoque del nexo energía-agua-alimentos es interdisciplinario y transdisciplinario. Es interdisciplinario porque estudia los vínculos entre los recursos, sistemas y sectores agua, energía y alimentos, destacando las sinergias entre estos componentes. Y es transdisciplinario porque promueve y mejora la cooperación con diversos grupos sociales y económicos, mejora la gobernanza al ayudar en la formulación de políticas y trata de equilibrar los diferentes objetivos e intereses de los usuarios.
Pero, ¿cuáles son los desafíos que enfrenta el Nexo energía-agua-alimentos?
El nexo energía-agua-alimentos se enfrenta a grandes desafíos, por ejemplo, el crecimiento de la población, la rápida urbanización, los cambios en los patrones de demanda y los impactos del cambio climático, factores que han amenazado la seguridad de los recursos. Para el año 2050, se estima que la demanda de agua incrementará 55%, la demanda de alimentos 60% y la demanda de energía 80%. Además, los impactos del cambio climático, como las sequías, conducirán a escasez de recursos en algunas regiones, y los fenómenos naturales, que son cada vez más frecuentes, ocasionarán daños en los sectores agua, energía y alimentos. Estos problemas provocaran competencia por los recursos entre distintos sectores. Por lo tanto, es necesario incrementar la capacidad de producción de los recursos agua, energía, alimentos e implementar sistemas más eficientes para disminuir el consumo de los mismos. Sin embargo, esto no es una tarea fácil de resolver ya que al implementar acciones que beneficien alguno de los sectores hídrico, energético o alimentario, se puede afectar negativamente alguno de los otros. Por ejemplo, implementar centrales eléctricas para incrementar la producción de energía podría afectar el acceso a la tierra para fines agrícolas. Además, incrementar la capacidad de centrales eléctricas podría generar emisiones de gases de efecto invernadero y de esta manera contribuir al calentamiento global.
Como podemos observar, implementar este tipo de acciones, que si bien pueden ayudar a la seguridad del agua, la energía y los alimentos, puede tener consecuencias negativas si no se abordan las compensaciones y los impactos en todos los dominios del nexo. Por ello, se debe seguir analizando la relación entre los recursos para establecer políticas que refuercen los dominios del nexo y para encontrar nuevas alternativas que consideren aspectos económicos, ambientales y sociales.
Para Saber Más:
Aedo, M. (2021). Enfoque Nexo en Centroamérica: nuevas estrategias para promover el desarrollo del riego en áreas rurales. Diagnóstico y propuesta de fomento del riego en la agricultura familiar del sur-sureste de México, CEPAL, ECLAC. https://www.cepal.org/sites/default/files/publication/files/46749/S2000933_es.pdf
International Renewable Energy Agency. (2015). Renewable Energy in the Water, Energy and Food Nexus. https://www.irena.org/-/media/Files/IRENA/Agency/Publication/2015/IRENA_Water_Energy_Food_Nexus_2015.pdf
Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO). (2014). El nexo Agua-Energía-Alimentos. Un enfoque en respaldo de la seguridad alimentaria y de una agricultura sostenible. https://www.bivica.org/files/agua-energia-alimentos-nexo.pdf
Brenda Cansino Loeza. Estudiante de Doctorado en Ciencias en Ingeniería Química, Facultad de Ingeniería Química, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo. Morelia, Michoacán, México.
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José María Ponce Ortega. Profesor e Investigador de la Facultad de Ingeniería Química, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo. Morelia, Michoacán, México.
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