Nuevas fuentes tecnológicas de agua
El agua es un recurso vital para la vida en la Tierra, esencial para la supervivencia de todos los organismos vivos – incluidos nosotros, los humanos. De hecho, desde hace unos años, la Organización de las Naciones Unidas (ONU) reconoce el derecho al agua potable y el saneamiento como un derecho humano esencial para el pleno disfrute de la vida. Es también uno de los puntos fundamentales de la Agenda 2030 de la propia ONU, que estableció la disponibilidad y el acceso a agua potable como uno de los objetivos de desarrollo sostenible (ODS), anunciados en 2015. El agua dulce es un elemento indispensable para la existencia de los ecosistemas terrestres y acuáticos. Además, desempeña un papel crucial en el desarrollo y bienestar de las sociedades humanas, es una sustancia fundamental para la agricultura, la industria, la generación de energía y, por supuesto, el consumo humano.
El agua ocupa, aproximadamente, el 70% de la superficie terrestre. Desde los orígenes de la vida en la Tierra, ha sido un ingrediente indispensable para la supervivencia de los seres vivos. Y, en consecuencia, es también un recurso clave para el desarrollo y el bienestar de las sociedades humanas, tanto que desde los orígenes de la vida sedentaria el agua siempre ha jugado un papel fundamental en la evolución socio-económica, así como en el avance de conflictos políticos y territoriales. Esto se debe, sobre todo, a la escasez relativa del agua dulce. A pesar de representar un 3,5% del total del agua en el planeta, tan solo una pequeña parte del total –un 0,01%– está accesible a través de ríos y lagos – el resto está bien congelada en los polos, bien acumulada en depósitos subterráneos. El agua dulce es, por lo tanto, un recurso limitado y muy preciado. En España, la importancia del agua en la economía es especialmente relevante, debido a la dependencia de sectores clave como la agricultura, que representa una parte significativa tanto del PIB como del empleo del país. De hecho, la escasez de agua es una de las principales causas de las malas cosechas de los últimos años que, entre otras cosas, provocaron una subida sin precedentes del precio del aceite de oliva no solo en España, sino también en otros países productores de oro líquido como Portugal, Italia y Grecia.
La disponibilidad de agua en España es limitada y, además, está distribuida de manera desigual a lo largo del territorio. A principios de 2024, los embalses de algunas cuencas hidrográficas del norte de España están al 70% de su capacidad, mientras que las reservas tanto del sur de la península como de Cataluña están por debajo del 40%. En las Islas Canarias, donde la mayor parte del agua dulce proviene de las plantas desalinizadoras, la disponibilidad es mucho más limitada. Esta distribución irregular, causada por distintos patrones de precipitación y diferentes usos del agua, ha generado una situación de estrés hídrico en muchas regiones de España, que se ha visto especialmente agravada en los últimos años debido a la progresión de la crisis climática. En muchas zonas, la sobreexplotación de los recursos hídricos ha provocado la disminución de los niveles de los acuíferos, la salinización de los suelos y la degradación de los ecosistemas acuáticos. Además, la escasez de agua también afecta a otros sectores económicos, como la industria y el turismo, que dependen de un suministro fiable de agua para su funcionamiento.
La crisis climática está exacerbando estos problemas, no solo por culpa del aumento gradual de la temperatura, sino también porque provoca fenómenos extremos, como sequías e inundaciones, que afectan la disponibilidad y calidad del agua en todo el mundo. En España, los efectos del cambio climático son cada vez más evidentes: han aumentado las sequías en frecuencia e intensidad, mientras que las precipitaciones intensas provocan destrozos en otras regiones. Estos problemas afectan directamente a la economía española. Quizás uno de los ejemplos más mediáticos sea la deshidratación de los viñedos catalanes, que han provocado una merma en la producción de vinos y cavas sin precedentes en esta región. En abril de 2024, una de las bodegas más grandes y famosas de la zona, Freixenet, presentó un ERTE para 615 de sus empleados, casi la mitad de la plantilla, por los impactos de la sequía. La crisis climática representa un desafío adicional para la gestión del agua en España, que va a requerir nuevas medidas de adaptación y mitigación para garantizar la disponibilidad y calidad del agua en el futuro.
En este contexto, la gestión sostenible del agua se ha convertido en una prioridad tanto para España como para otros países afectados por la escasez y la sequía. Se necesitan políticas y medidas efectivas para promover un uso más eficiente y responsable del agua, así como para fomentar las estrategias de recuperación y reutilización, tanto para salvaguardar el consumo y como para proteger y restaurar los ecosistemas acuáticos y las fuentes de agua dulce. Probablemente, será necesario invertir en nuevas infraestructuras de almacenamiento y distribución de agua, así como en nuevas soluciones tecnológicas para el mejor aprovechamiento de los recursos hídricos, incluidas técnicas de desalinización y reutilización del agua.
Según un informe publicado recientemente por la consultora PwC, el sector del agua en España ha experimentado una fuerte transformación durante los últimos veinte años – un cambio necesario en unas infraestructuras que, en su mayoría, tienen su origen en unas planificaciones desactualizadas, consecuencia directa de la época franquista. Por suerte, gracias a la denominada “nueva cultura del agua” y los esfuerzos tanto políticos como privados, se han logrado importantes avances como la mejora del saneamiento de las aguas residuales o el desarrollo de métodos eficaces para reutilización del agua. Sin embargo, muchos de estos avances son insuficientes para abordar los importantes retos a los que se enfrenta el sector – incluida la adaptación a la crisis climática. En este sentido, el Ministerio para la Transición Ecológica planteó una serie de políticas estratégicas para la mejor gestión del agua en el contexto del cambio climático. Como parte de este plan estratégico se creó el llamado Libro Verde de la Gobernanza del Agua, en colaboración con diferentes instituciones y empresas interesadas, para avanzar hacia modelos más eficientes, preparados para hacer frente a desafíos actuales y futuros.
En cuanto a la gobernanza del agua en España, destaca el valor de potenciar la colaboración con el sector empresarial. En conjunto con el ICEX y las principales asociaciones empresariales, la Dirección General del Agua ha desarrollado un catálogo de servicios relacionados con el agua que ofrecen las empresas españolas. Este catálogo tiene como objetivo mostrar a nivel internacional el potencial de las empresas españolas para ofrecer soluciones efectivas y eficientes a los desafíos relacionados con el agua que enfrentamos en el futuro. En el pasado, solían priorizarse enfoques centrados en aumentar la oferta y el volumen de agua suministrada, pero, con el paso del tiempo, se han implementado nuevas políticas que enfatizan el control de la demanda. Cada vez ganan más relevancia los enfoques de economía circular, en línea con los compromisos internacionales sobre cambio climático y los ODS. Por ello, el Gobierno ha redefinido las líneas estratégicas del Ministerio para priorizar la disponibilidad y la calidad del agua, en primer lugar para las personas, pero también para garantizar la estabilidad de las principales actividades económicas del país. En general, se busca avanzar hacia la seguridad hídrica, adaptarse al cambio climático y proteger los ecosistemas y la biodiversidad. Para lograrlo, se propone fortalecer la Administración pública, mejorar la coordinación entre políticas sectoriales, aumentar la transparencia, promover la cooperación ciudadana y la corresponsabilidad.
En definitiva, la seguridad hídrica se ha convertido en una cuestión crucial para el desarrollo sostenible y el bienestar de las sociedades en todo el mundo. Según la UNESCO, los problemas relacionados con el acceso al agua potable amenazan la paz mundial y afectan, especialmente, a las poblaciones más empobrecidas y a las personas más vulnerables, como migrantes, mujeres y niñas. Por lo tanto, abordar este desafío de manera efectiva requiere una acción conjunta y coordinada que involucre a gobiernos, empresas, la comunidad científica y la sociedad. En España, como hemos visto, la situación hídrica presenta características particulares que la convierten en un caso especialmente delicado. Nos encontramos en una zona –y un momento– de estrés hídrico estructural, con una distribución desigual de los recursos hídricos y una alta dependencia de las precipitaciones. Sin embargo, frente a estos desafíos, también surgen oportunidades para gestionar el agua de manera más sostenible y resiliente. La reutilización y regeneración del agua, mediante diversas tecnologías y proyectos innovadores, se presentan como alternativas viables para reducir la presión sobre los recursos hídricos naturales.
El avance de la crisis climática –la subida de las temperaturas, el aumento de los eventos extremos, los movimientos migratorios– está muy relacionado con el acceso al agua. El cambio climático, sobre todo, aumenta la variabilidad y la imprevisibilidad del ciclo del agua, lo que no solo disminuye la calidad y cantidad de agua disponible sino que, además, dificulta la previsión para la organización y distribución de los recursos hídricos. España es, además, el país más árido de Europa y, aunque ha reducido su consumo de agua un 15% en los últimos diez años, todavía es necesaria una adaptación mayor para tratar de mitigar los efectos de las subidas de temperatura. En este sentido, entran en juego la recuperación y la reutilización del agua, así como las tecnologías de desalación, que ya son claves hoy en día en regiones insulares. De hecho, a día de hoy, son precisamente las Canarias y las Baleares las que concentran el 80% de estas soluciones de reutilización y aprovechamiento, y todavía no son predominantes en zonas costeras, que también podrían beneficiarse de estas soluciones sostenibles y, sobre todo, necesarias.
Además de los avances tecnológicos, que veremos más adelante, son imprescindibles los avances regulatorios, de forma que pueda impulsarse la creación de nuevas plantas diseñadas para abastecer no solo el consumo humano, sino también sectores como la agricultura y la industria, que podrían enfrentarse a grandes problemas en el futuro cercano. España se sitúa en la quinta posición a nivel mundial en capacidad instalada tanto en desalación como en reutilización del agua, definitivamente un ejemplo a seguir. A pesar de esto, los expertos consideran que necesitamos más inversión y desarrollo en este campo, además de empezar a concienciar a la población general sobre la importancia de nuestra “huella hídrica”, quizás más importante que la famosa huella de carbono, especialmente cuando ya hemos empezado a ver los efectos devastadores de la sequía en la agricultura y, por ende, en la economía. Acciones como la diversificación de fuentes de agua, la mejora de la eficiencia en el uso y la implementación de sistemas de alerta temprana para eventos hidrológicos extremos son fundamentales para garantizar la disponibilidad y calidad del agua en un contexto de cambio climático. Para adaptarnos a estos cambios, necesitamos implementar estrategias a nivel nacional e internacional que permitan optimizar la gestión del agua, desde la planificación y el uso eficiente hasta la implementación de infraestructuras resilientes.
Muchas de las soluciones de desalación, recuperación y reutilización de aguas son fundamentales para la adaptación al futuro del clima, pero en muchos casos son insuficientes. Sin llegar a caer en el tecnooptimismo –necesitamos mucho más que simples soluciones técnicas a los problemas que plantea la crisis climática–, existen ciertos avances que podrían ayudarnos a gestionar mejor los recursos hídricos, a través de herramientas que permiten medir la calidad del agua, detectar fugas y, sobre todo, tomar decisiones en tiempo real. El Gobierno central ha impulsado el PERTE –proyecto estratégico para la recuperación y transformación económica– de Digitalización del Cclo del Agua, que tiene como objetivo mejorar la eficiencia en la gestión de los recursos hídricos, reducir las pérdidas y avanzar en el cumplimiento de los objetivos de la Unión Europea y la ONU en temas de planificación hidrológica. Este plan cuenta con más de 3.000 millones de euros de inversión total, distribuida en áreas como la digitalización del regadío y mejores programas de seguimiento y control de los vertidos.
En estas estrategias, entran en juego varias tecnologías que hemos destacado tanto en diferentes ediciones de este informe, como el internet de las cosas, el big data y la inteligencia artificial, entre otras. El internet de las cosas y redes de alta velocidad como el 5G proporcionan una fuente inagotable de datos en tiempo real sobre la calidad del agua, nivel, presión y otros parámetros relevantes, que se obtienen, se analizan y se cotejan en tiempo real gracias a sensores interconectados. Esta información, transmitida y procesada, permite una monitorización y un control preciso de los sistemas hídricos, facilitando la detección temprana de problemas y la toma de decisiones. En esta segunda fase de análisis y toma de decisiones, intervienen las tecnologías de big data y, cada vez más, de inteligencia artificial. Combinadas, estas dos soluciones permiten procesar grandes volúmenes de datos en tiempo real para analizar patrones, tendencias y anomalías en la calidad del agua, el caudal, los niveles o el consumo energético de las instalaciones. Además, la inteligencia artificial puede ayudar a predecir datos de demanda –optimizando la distribución y reduciendo el desperdicio–, identificar puntos y zonas de alto consumo –probablemente relacionados con usos abusivos de los recursos o posibles fugas– y crear nuevos modelos y simulaciones para mejorar la predicción de posibles escenarios.
Otra tecnología, quizás algo menos conocida, que puede contribuir a una mejor utilización de los recursos hídricos –y, también, a una mejor predicción de la utilización del agua– son los llamados “gemelos digitales”. Estos son modelos digitales que simulan, de manera virtual, un sistema real, en este caso una planta industrial o una cuenca hidrográfica, por ejemplo. Los gemelos digitales permiten analizar el comportamiento de estos sistemas en diferentes condiciones, simulando cambios y situaciones de estrés antes de que ocurran realmente. Su utilización en el diseño de nuevas plantas y nuevos planes de gestión del agua podría facilitar la optimización de procesos, el testeo de sistemas de control y la formación de operadores.
La tecnología espacial, como los satélites y las megaconstelaciones, pueden contribuir también a mejorar la gestión del agua. Los satélites han revolucionado nuestra comprensión del ciclo del agua, gracias a su perspectiva única desde el espacio. No solo nos permiten medir y monitorizar la forma de los cuerpos de agua dulce y el avance de las sequías a través de imágenes de alta resolución, sino que además pueden combinar estos resultados con datos de diferentes sensores que proporcionan información sobre la humedad del suelo, el nivel de las aguas subterráneas, la temperatura y muchos más factores. Un ejemplo exitoso es SMOS, un satélite de la ESA con una importante contribución de científicos españoles, diseñado para medir no solo la humedad del suelo sino también la salinidad del agua, para entender mejor el ciclo del agua y poder mejorar los modelos predictivos. En definitiva, la integración de estas tecnologías disruptivas en la gestión del agua abre un mundo de posibilidades para optimizar el uso de este recurso vital, garantizar su calidad y seguridad, y enfrentar de manera más efectiva los desafíos relacionados con el cambio climático y la escasez de agua.
La transición hacia un nuevo modelo de gestión del agua, además de garantizar el acceso a este recurso vital, también aportaría importantes beneficios económicos y sociales. Se espera que los nuevos modelos regulatorios, más sólidos y precisos, generen confianza entre los inversores y estimulen la participación del sector privado. Esta llegada de capital al sector del agua podría destinarse, como consecuencia, a la modernización de infraestructuras, la implementación de nuevas tecnologías y la mejora de la eficiencia en la gestión del agua, estrategias que crearían nuevos puestos de trabajo, tanto en la construcción y mantenimiento de infraestructuras como en la gestión de los recursos hídricos.
Abrir el grifo de los datos agrícolas
La Unión Europea impulsa con su presupuesto a sectores de base científico-tecnológica que saben exprimir la productividad de cada gota de agua como materia prima. Los 43.000 millones de euros para la Ley Europea de Chips tienen presente que cada circuito integrado en una oblea de 30 cm requiere de 8.300 litros de agua; los 235.000 millones de euros para tecnología digital previstos hasta 2027, asumen que hoy en día un centro de datos de utiliza 25,5 millones de litros de agua al año por cada MW de energía eléctrica que consume; y cuando Europa invierte 130.000 millones de euros en proyectos de hidrógeno, es consciente de que cada kilogramo de hidrógeno producido requiere nueve de agua desmineralizada. La asignatura pendiente consiste en encontrar una vía para que el sector agroalimentario, responsable del consumo del 70% de los recursos hídricos del continente (el 80% en el caso de España), actúe con niveles similares de productividad. Y dado que la brecha entre suministro y demanda puede alcanzar el 56% en 2030, el problema que se puede generar si el sector primario no deshace el nudo gordiano va más allá de la preocupante cuestión alimentaria.
Tanto las resoluciones del Consejo Europeo de 2021 y 2023, como las llamadas de la Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Agua y la Iniciativa de Resiliencia del Agua, anunciada en el discurso sobre el Estado de la Unión en septiembre de 2023, trasladan el mensaje de voluntad de liderazgo de Europa. Las urgencias son evidentes. Las proyecciones más extremas de descenso de la irrigación en el futuro incluyen pérdidas de cosechas de maíz de hasta el 80% en países como Bulgaria, Grecia, Portugal y España, donde podría dejar de ser viable su producción. En el Norte de Europa, podrían incrementarse los rendimientos de las explotaciones de trigo, un cultivo de secano, en alrededor del 5%, debido a los cambios en el régimen de precipitaciones que se avecinan, combinados con un ciclo de crecimiento anticipado y mayor debido al aumento de las concentraciones de CO 2; por el contrario, en el sur de Europa los rendimientos del trigo podrían caer de media un 12%. Para combatir este panorama incierto con innovación científico-tecnológica, la UE ha diseñado un modelo Sistema de Conocimiento e Innovación Agrícola (AKIS), pero sus buenas intenciones han desembocado en una amalgama de 27 AKIS nacionales con sus AKIS regionales.
En un severo repaso de la OCDE a la eficacia de las medidas impulsadas por Bruselas, se cita que la Directiva Marco del Agua de 2000 no ha logrado su objetivo original de restaurar todas las superficies y masas de agua a un estado aceptable en 2015 y es un desafío que lo haya logrado en 2027. La Directiva sobre nitratos lleva más de 30 años en vigor, pero los excedentes de nitrógeno procedentes de la agricultura siguen afectando a la calidad de las aguas superficiales y subterráneas. Resulta difícil evaluar los beneficios de la Directiva sobre el Uso Sostenible de Plaguicidas de 2009 cuando aparece sobre la mesa una nueva propuesta de Reglamento sobre el uso sostenible de productos fitosanitarios para corregirla y conectar con los objetivos del Pacto Verde Europeo (EGD).
En Estados Unidos, el sector agroalimentario utiliza casi 280 millones de metros cúbicos de agua al día para regar más de 200.000 granjas, que en sus Estados occidentales consumen el 84% de los recursos disponibles. El procesamiento de carne y lácteos consume 2.300 millones de litros al día, lo que abre una interesante vía para ser una fuente de agua reciclada. En efecto, el aumento de la competencia por el suministro de agua entre la agricultura, la industria y el abastecimiento a la población ha empujado al sector agrícola en EEUU hacia las fuentes no tradicionales, como las aguas pluviales, los acuíferos salobres y las aguas residuales municipales e industriales. El uso sostenible de estos recursos exige, no obstante, la eliminación de salinidad, contenido orgánico y de componentes nocivos en los procesos destinados al tratamiento de agua a granel. Estas sustancias deben someterse a una separación de precisión: metales pesados, el aceite y la grasa y los iones específicos de boro y selenio deben ser eliminados. La Inflation Reduction Act (IRA) incluyó 20.000 millones de dólares para que el Departamento de Agricultura de Estados Unidos incentive la introducción de prácticas agrícolas sostenibles para reducir las emisiones de metano, aumentar la captura de carbono y optimizar el uso de insumos agrícolas, entre ellos el agua.
El sector primario y su capacidad para gestionar el agua está en el centro de todos los focos cuando se aborda el desafío de la alimentación global. Las cifras del hambre a nivel global se estancaron entre 2021 y 2022, pero más de 122 millones de personas han pasado a sufrirla desde 2019 debido a la pandemia, los episodios derivados de la crisis climática y el impacto de conflictos como la guerra en Ucrania. En 2050, se proyecta que el 70% de la población mundial resida en ciudades, lo que va a requerir una reorientación de los sistemas alimentarios para atender a estas nuevas poblaciones urbanas. El aumento de precios de los alimentos y la disminución de la productividad de los cultivos constituyen un desafío estratégico. Emiratos Árabes Unidos y Estados Unidos lanzaron una iniciativa conjunta, AIM for Climate, a la que se han sumado multitud de países, entre ellos España, para aumentar la inversión y apoyar la innovación en sistemas alimentarios climáticamente inteligentes. En 2022, varias instituciones financieras internacionales (IFI) publicaron el “Plan de acción para abordar la inseguridad alimentaria” y el G7 comprometió 4.500 millones de dólares para garantizar la seguridad alimentaria en todo el mundo.
La superficie agrícola de regadío creció en más de medio millón de hectáreas en España entre 2004 y 2021, hasta los 3,9 millones, con los cereales de grano (24,1% del terreno), el olivar (22,6%), los frutales no cítricos (10,6%) y el viñedo (10,3%), en cabeza. Supone ya un 22,6% de la superficie cultivada, pero contribuye en un 65% a la producción final vegetal. A pesar de eso, el consumo de agua se estancado en este tiempo gracias a la introducción de tecnología, lo que no impide que el 71% de los recursos para riego sean todavía aguas superficiales y el 23,5%, subterráneas, mientras que los recursos no convencionales suponen apenas un 2,8% del total.
Las estrategias de modernización tecnológica deberían ir acompañadas de otras políticas para controlar la demanda de agua, limitar las extracciones o limitar el área irrigada, porque la innovación está abriendo la puerta a nuevos métodos, pero lo hace todavía de forma lenta e irregular en todo el planeta. El 85% de todos los 242 millones de hectáreas de campos irrigados del mundo utilizan todavía riego por inundación, un método creado hace 5.000 años en el que aproximadamente la mitad del agua se pierde por evaporación. Avanza la opción del riego por pivote central, mediante aspersores, pero requiere de un alto desembolso de capital inicial y consume cantidades elevadas de energía, de modo que sólo se encuentra instalado en alrededor del 12% de la agricultura irrigada a nivel mundial. En cuanto al riego por goteo presurizado, aumenta la precisión y la eficiencia, pero utiliza también mucha energía para filtrar el agua y distribuirla por el campo. Exige una alta inversión de capital inicial y tiene altos costes de mantenimiento, por lo que generalmente solo se usa en cultivos de alto valor. De hecho, sólo está instalado en el 3% de las tierras agrícolas irrigadas del mundo.
Gana enteros la propuesta de la microirrigación por gravedad, a la que se atribuye una capacidad revolucionaria para abordar el desafío de la escasez de agua. Utiliza únicamente la infraestructura impulsada por gravedad de un campo irrigado por inundación y distribuye el agua a través de tuberías de riego por goteo. Demanda la mitad de suministro y de fertilizantes contaminantes que se utilizan actualmente en los campos regados por inundación y tiene un precio rentable incluso para cultivos básicos como maíz, algodón, alfalfa, patatas, caña de azúcar y arroz. Por su propia configuración, puede ser una solución ideal para reducir significativamente los gases de efecto invernadero que abundan en la agricultura, incluidos el carbono y el metano.
Los estudios sobre desalación también abren la puerta a dotar a esta tecnología de un mayor protagonismo en determinados ámbitos. En Estados Unidos, el 24% de toda el agua de la industria alimentaria se utiliza para el procesamiento de carne y el 12% para la producción de lácteos y queso. En el primer caso, adoptar la desalación de las aguas residuales de la salmuera de pieles podría recuperar más del 60% de las sales para su reutilización. La industria láctea y quesera produce seis veces más agua residual en volumen de la que consume, de modo que dispone de oportunidades similares para la recuperación de sal. En ambas industrias, mejorar los procesos de separación de sal y proteínas podría aumentar la reutilización de la sal a un coste menor.
La tecnología digital contribuye al tratamiento y la reutilización de agua agrícola, para su integración con otras fuentes de suministro, aunque todavía tiene mucho margen de evolución. Las técnicas de teledetección, como los drones y los satélites, se han utilizado ampliamente para monitorizar el estado de salud de los cultivos y el uso del agua del suelo en diferentes escalas espaciales. Sobre el terreno, los sensores que proporcionan información en tiempo real acerca de aspectos como la humedad, la conductividad, la salinidad, el pH y la temperatura del suelo necesitan dotarse de más resiliencia y estabilidad para que su labor de monitorización alimente sistemas completamente autónomos. Los materiales de los que se componen deben resistir la contaminación por sal, sedimentos, materia orgánica natural o algas y ser resistentes a las condiciones físicas variables del entorno en el que se ubican. Los sistemas de sensores remotos deben integrarse asimismo en el internet de las cosas, con inteligencia distribuida que permita la toma de decisiones localizada, y conectarse a las redes de telecomunicaciones a través de Wi-Fi, 5G o conectividad basada en satélites o microondas, para beneficiarse del procesamiento, almacenamiento y análisis de datos en la nube. Con su propuesta de big data unida a un sistema de inteligencia artificial mediante aprendizaje automático, la startup Kilimo ayuda a los agricultores a vender compensaciones de agua a empresas que desean ser neutrales en cuanto a su consumo. Gracias a su actividad en Latinoamérica, se han generado ahorros de más de 72.000 millones de litros de agua en la región. Se trata de un sector cuyos componentes trabajan habitualmente con márgenes económicos pequeños, lo que requiere de soluciones de bajo coste.
Es un inconveniente similar al que deben vencer las tecnologías de selección genética que propician variedades de cultivos más resilientes ante la falta de agua. El rendimiento no está garantizado y se necesitan hasta diez años de investigación antes de cada lanzamiento al mercado, lo que aleja estas soluciones de la iniciativa proveniente de las pequeñas y medianas empresas. Cuando la genética funciona, como ha quedado patente en cultivos como la soja, unida a la labranza de conservación y los cultivos de cobertura, contribuye a mantener la humedad de los suelos y a conseguir rendimientos impensables hace 20 años en las actuales condiciones climáticas. A medio camino con el sector digital, InnerPlant desarrolla una tecnología de semillas que aprovecha la fisiología de las plantas y desbloquea datos para mejorar los rendimientos agrícolas; y la israelí SupPlant utiliza un algoritmo avanzado que analiza datos en tiempo real las de plantas, junto a los que proporcionan los sensores meteorológicos y de suelo, y los traduce en recomendaciones de riego e información útil. Su tecnología está dirigida principalmente a los propietarios de grandes extensiones de tierra, que representan apenas alrededor del 2% de todos los agricultores del mundo, pero la ha adaptado para los pequeños agricultores con una nueva versión más barata.
Las innovaciones en materia de riego deben introducirse teniendo en cuenta no sólo su impacto en la productividad, sino también en la equidad, la desigualdad y la justicia social en relación con el acceso al agua, la infraestructura y los avances tecnológicos. Hoy en día, más de la mitad de las tierras agrícolas están degradadas, lo que genera pérdidas de productividad de 400.000 millones de dólares al año y, en el centro del foco, se encuentran las pequeñas explotaciones agrícolas que producen el 29% de los cultivos del mundo . Una característica notable de la cadena de suministro de agua es la importancia de las consideraciones de economía política y el papel crucial del sector público en su establecimiento y gestión. Entidades como el World Economic Forum instan por ello a adoptar enfoques multidisciplinares, como los que representa el nexo agua-energía-alimentos. Las acciones en cada uno de esos ámbitos influyen en los demás, de manera sinérgica o adversa, en diferentes niveles y escalas.
Así, el desarrollo de una agricultura eficiente en el uso del agua implica, en muchos casos, un incremento significativo en el consumo de energía, hasta el punto de que la subida de precios de esta última se ha convertido recientemente en la nueva amenaza a la sostenibilidad de la agricultura de regadío. Tratar el agua no convencional, requiere más energía (0,3–2,1 kWh m3 para aguas residuales; 0,951–1,942 kWh m3 para agua salobre; 4,0 kWh m3 para agua de mar) que el agua dulce cruda (0–0,198 kWh m3). Desde algunas instancias se llama incluso a dar prioridad a la agricultura de secano siguiendo la estela del éxito de Marruecos a la hora de obtener rentabilidad a este tipo de cultivos y contribuir con ello a la economía nacional. No debería ser necesario llegar a tanto si se aprovechan las tecnologías de la cuarta revolución industrial para cambiar el paradigma de los silos individuales al nexo integrador, especialmente por su capacidad para desarrollar nuevas herramientas de integración, cuantificación y visualización. Los precios mundiales de los alimentos habrían sido entre un 35% y un 65% más altos sin las tecnologías de la Revolución Verde, incluido el riego, pero los impactos directos e indirectos en la producción habrían dado como resultado una producción agrícola entre un 4% y un 7% mayor en el mundo desarrollado y entre un 14% y un 19% menor en el mundo en desarrollo.
Los datos constituyen, en ese sentido, una vez más, el punto de referencia clave. En ese sentido, la realidad todavía se encuentra lejos de lo deseable en nuestro país, pese a que sufre uno de los niveles de estrés hídrico más altos de la OCDE, se estima que a partir de 2040 recibirá de media un 12% menos de aportaciones y entre 2070-2100 la caída puede ser del 24%. La puesta en marcha de la Estrategia de Digitalización del Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación a través del II Plan de Acción 2021-2023 ha tratado de corregirlo con la creación de un sistema de agregación de datos específica para el sector agroalimentario, la plataforma de big data BigMAPA, el impulso de las herramientas digitales ya existentes (SiAR, SIEX), un Observatorio de Digitalización del sector agroalimentario y un programa de apoyo a la agricultura de precisión y tecnologías 4.0 en el sector. Pero el propio Perte de Digitalización del Ciclo del Agua reconoció que “debido, entre otros factores, a la incompleta digitalización del ciclo del agua, no se dispone, en plena sociedad del conocimiento, de información completa sobre el uso del agua».
En España, son las autoridades de cuenca, y no las autoridades agrícolas encargadas de las políticas de riego, las que determinan el volumen de agua suministrada a las explotaciones, en función de la disponibilidad de recursos y de los derechos de los usuarios, en particular a través de las comunidades de regantes. Las pequeñas extracciones de aguas subterráneas inferiores a 7.000 m3 /año deben registrarse, pero no requieren autorización, y no se conoce completamente el alcance del problema de las extracciones ilegales debido a la falta de datos oficiales. Alrededor del 20% al 35% de las masas de agua subterráneas y superficiales están en riesgo de contaminación difusa, con altas concentraciones de nitrato, eutrofización por exceso de fósforo y salinización en el caso de algunas zonas de la costa mediterránea. Tampoco resulta sencillo conocer los precios del agua establecidos por las autoridades de cuenca en España, lo que complica hacer una evaluación fiable sobre recuperación de costes y sobre el impacto en los precios de la escasez de agua y métodos de fijación de precios, aunque desde 2009 es necesario instalar de medidores y precios volumétricos para recibir ayudas públicas para la modernización de sistemas de riego.
Los datos permiten construir una estrategia de impulso de sistemas de gestión que ayude a aumentar la productividad del agua (WP) en la agricultura, la métrica preferida utilizada para medir la efectividad del riego. En países en vías de desarrollo ha quedado demostrado que los desarrollos liderados por los agricultores son más productivos que los planes de riego colectivos liderados por el gobierno. Cuando el sector agrario toma la gestión del agua en sus propias manos, innova para aumentar la producción suplementando los cultivos de secano y cultivando una cosecha adicional durante la estación seca. Por lo tanto, acumulan mayores beneficios en forma de mejor nutrición, más ingresos y mayor resiliencia climática.
Enfoque poliédrico para el campo español
El propio Perte de Digitalización del Ciclo del Agua reconoce que, ante la falta de una digitalización plena del ciclo de uso del agua, tanto a nivel de usuarios como de Administración, en España no se dispone de información suficiente sobre el consumo y las pérdidas de agua en las redes de distribución por fugas, roturas o filtraciones. En los últimos años, han aparecido diferentes cambios normativos en la legislación en materia de agua que han incidido en un mayor control de los caudales concedidos en las concesiones y, a partir de ellos, de los consumos de los usuarios. Los concesionarios de las aguas deben contar con sistemas de medición que permitan comprobar y controlar los caudales utilizados. Sin embargo, todavía queda camino por recorrer.
La gran mayoría de los regadíos se gestionan de forma comunitaria y se distribuyen del siguiente modo: el sistema de riego localizado se encuentra implantado en 2.032.755 hectáreas, que suponen el 53% del total de la superficie regada; le sigue el sistema de riego por gravedad, que se aplica en el 23,56% del suelo en explotación; el sistema de riego alcanza una cuota del 14,95%; y en cuarto lugar se sitúa el riego automotriz, presente en el 8,4% de la superficie. Con visión de futuro, los escenarios de cambio climático para España prevén una menor disponibilidad de agua, con una reducción de los recursos hídricos disponibles entre el 12% y el 40% antes de final de siglo dependiendo de las regiones, y una distribución más irregular de las lluvias, por lo que es imprescindible seguir mejorando la eficiencia y la sostenibilidad del regadío.
En septiembre de 2023, el Ministerio de Agricultura puso en marcha La Vega Innova, un hub de innovación digital (iHub) previsto en el Plan de Recuperación Transformación y Resiliencia, para impulsar la transformación del sector agroalimentario a través de la experimentación en entornos reales. Telefónica España fue la adjudicataria del contrato para la prestación de servicios de este centro que debe funcionar como una incubadora de empresas emergentes. En la primera convocatoria, entre las empresas seleccionadas se incluyó a AonChip, especializada en internet de las cosas y ubicada en Barcelona, cuyo objetivo es mejorar la eficiencia en el uso del agua en entornos agrícolas, especialmente en áreas con dificultades de comunicación. Para ello, ofrece sensores y controladores de riego con conectividad de largo alcance y bajo consumo.
Las líneas de ataque del problema del agua en la agricultura pueden ser insospechadas. Arada, una innovadora empresa de ingeniería originaria de Lorca, observó que una parte sustancial del agua que consume el sector agrario en nuestro país se almacena en balsas descubiertas, y eso provoca que entre un 7% y un 13% de los recursos se pierdan por evaporación. Hay 67.000 balsas en España y menos del 0,1% están cubiertas. Para resolverlo lanzó H2OLock, un sistema con el que reduce la evaporación en las balsas de riego hasta en un 85%, y evita también el crecimiento de algas. Combina módulos flotantes individuales, similares a boyas, que se ensamblan como un puzle gracias a su forma hexagonal y cubren por completo cualquier balsa de riego.
En el ámbito de la I+D, el proyecto Agreen, impulsado por Aigües de Barcelona junto a la Universitat Politècnica de Catalunya y Cetaqua, quiere demostrar que el agua regenerada es segura y que es una solución óptima para la actividad agrícola. Para ello, en el Parc Agrari del Baix Llobregat ha implantado una estación piloto en un invernadero de la Agrópolis de la UPC con distintos cultivos experimentales regados con hasta seis tipos de aguas de diferentes orígenes del Baix Llobregat, entre ellas la regenerada. En una línea similar, el proyecto europeo LIFE WARRIOR se basa en la implementación de membranas recicladas para producir agua de calidad apta para riego agrícola, revalorizar el residuo y reducimos la huella de carbono. Y en el Parla Innovation Center de John Deere se ha llevado a cabo un proyecto de I+D pionero que permite conseguir un ahorro significativo del agua de riego de viñedos, a través del uso de tecnología IoT y analítica de datos en tiempo real en la nube. Han sumado fuerzas Spherag, líder internacional en soluciones de IoT, la empresa Azud, especializada en riego eficiente, y Metos, especialista en agricultura de precisión, además de la Universidad Politécnica de Madrid, a través de la profesora de Viticultura Pilar Baeza.