Metabolismo del agua en la ciudad

Agua real, agua virtual y huella hidrológica de los sistemas urbanos

Históricamente la disponibilidad de agua de calidad marcó la ubicación de los asentamientos poblacionales en el territorio. De ahí que se nutrieran básicamente de los ríos lagos, manantiales o pozos situados en un entorno próximo, además usar las aguas pluviales recogidas en aljibes o depósitos. Pero a medida que las aglomeraciones urbanas aumentaron en tamaño y complejidad, apoyaron su metabolismo en sistemas de soporte cada vez más alejados. Cobraron, así, importancia las redes para captar y canalizar abastecimientos y vertidos, tanto de agua como de otros materiales, aumentando en tonelaje y distancia el transporte horizontal desde y hacia las áreas de abastecimiento y vertido. 

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Históricamente la disponibilidad de agua de calidad marcó la ubicación de los asentamientos poblacionales en el territorio. De ahí que se nutrieran básicamente de los ríos lagos, manantiales o pozos situados en un entorno próximo, además usar las aguas pluviales recogidas en aljibes o depósitos. Pero a medida que las aglomeraciones urbanas aumentaron en tamaño y complejidad, apoyaron su metabolismo en sistemas de soporte cada vez más alejados. Cobraron, así, importancia las redes para captar y canalizar abastecimientos y vertidos, tanto de agua como de otros materiales, aumentando en tonelaje y distancia el transporte horizontal desde y hacia las áreas de abastecimiento y vertido, tal y como refleja el siguiente esquema.

Figura 1 JMN

Fuente: Elaboración propia.

El agua de calidad, no sólo es hoy la principal materia prima en tonelaje que interviene en la fotosíntesis y en los sistemas agrarios, sino que también lo es en los sistemas urbanos. En efecto, la cantidad de agua aplicada al abastecimiento urbano viene a situarse un orden de magnitud por encima de la de todos los otros materiales que reclama el metabolismo urbano. Por ejemplo, en la Comunidad de Madrid (CM), el agua derivada anualmente para abastecimiento urbano de sus seis millones de habitantes se ha venido cifrando[1], en año medio, en 609 hm3 (o millones de toneladas; 1m3 de agua = 1tm), mientras que las entradas totales de materiales culminaron en 2007 con 64 millones de toneladas, cayendo después estrepitosamente como consecuencia de la crisis.

Pero los enfoques asociados a la nueva cultura del agua, no solo han de preocuparse de gestionar bien ese agua libre (o agua azul) asociada al ciclo hidrológico, que es captada, regulada, transportada, distribuida y facturada para el abastecimiento urbano y los consiguientes vertidos. Debe de preocuparse también de la llamada agua verde, asociada a los suelos y organismos y de la llamada agua virtual, requerida para obtener los productos que nutren el metabolismo urbano, dado que ambas pueden superar en importancia cuantitativa al agua libre o azul antes mencionada.

Siguiendo con el ejemplo de la Comunidad de Madrid, su abastecimiento se apoya básicamente en aguas superficiales, suponiendo el recurso a las aguas subterránea solo el 2 % del total (ver el siguiente cuadro), debido a su peculiar ubicación geográfica.

 

Figura 2 JMN

El hecho de que su frontera administrativa coincida al noroeste con la divisoria de vertientes, hace que la importante aglomeración urbana de Madrid se nutra básicamente con aguas superficiales captadas a través de la red de embalses del CYII situados en la cabecera de esa vertiente, como se ilustra en el siguiente mapa.

 

Figura 3 JMN 

Situación de los embalses del Canal de Isabel II 

Estos embalses permiten captar el excedente anual de agua que se genera a partir de los mil metros de altitud (cuando la precipitación (P) supera a la evapotranspiración potencial (ETP), hasta alcanzar cumbres que superan los dos mil metros de altitud, como se aprecia en el siguiente gráfico), para abastecer a la aglomeración madrileña situada, aguas abajo, en un territorio árido (donde la ETP supera anualmente a la P).

 

Figura 4 JMN

Cabe concluir que la intervención humana, con la red de embalses,…y el “sellado de suelos”, ha ampliado el agua azul del territorio (en detrimento del agua verde) y extraído el excedente necesario para abastecer a la aglomeración urbana. En la siguiente tabla se observa que, en ausencia de esa intervención humana, el territorio en estado natural no generaría el excedente de agua requerido para abastecer a la población.

 

Figura 5 JMN

 

El siguiente Esquema (Aproximación al agua azul y verde en la CM) muestra cómo la precipitación entra en contacto con el territorio y pasa a almacenarse en forma de agua verde, en el suelo y la vegetación, o fluye en forma de agua azul, formando los cauces y retenciones naturales (lagos o acuíferos) o artificiales (embalses), a la vez que se va perdiendo por evapotranspiración. El diagrama de flujos sintetiza la inserción del metabolismo hídrico de la aglomeración madrileña en el territorio de la CM, incluyendo también el manejo del regadío, que se nutre sobre todo a partir de las aguas de la cuenca del Tajo, que entran por el Este con menor calidad y cota que las captadas por el CYII. El gran stock medio anual de agua azul almacenada en los embalses señala la importancia de las retenciones artificiales en el territorio, frente al stock de agua verde. Al agua azul del propio territorio derivada para riego y abastecimiento se añade la derivada de aportaciones externas (que suponen algo más de la mitad del agua aportada para riego y cerca de un tercio de la aportada para abastecimiento urbano e industrial).                                 

Lo anterior refleja la importante presión sobre el territorio que ejerce la captación de recursos (se deriva hacia el sistema de usos cerca del 30 % del agua azul recibida anualmente en el territorio) y la todavía mayor presión de los vertidos. El inmenso río de vertidos derivado de los usos incrementa en un 65 % el caudal de agua azul que fluye por los cauces superficiales y subterráneos, deteriorando su calidad (los sistemas actuales de depuración no consiguen devolver al agua su calidad originaria, persistiendo los contaminantes más difíciles de limpiar). Como consecuencia de lo anterior, los solo 204 hm3 anuales de agua azul que habría generado el territorio de la CM en estado natural climax, se han convertido en los 1.607 hm3 anuales de aguas grises y azules que salen hoy del territorio de la CM.

 

Figura 6 JMN

Nota: La documentación presentada está tomada de Naredo, J.M. (coord.) (2009) El agua virtual y la huella hidrológica en la Comunidad de Madrid, CYII, Cuadernos de I+D+I, nº 5.

 

El siguiente Esquema sintetiza los resultados del cálculo del agua virtual en la CM. La primera observación es que los volúmenes de agua virtual que mueve la CM son muy superiores a los del agua azul derivada para abastecimiento. Por ejemplo, el volumen de agua virtual importada multiplica por tres al agua recibida en forma de precipitación y por 14 a la derivada para riego y abastecimiento. Bien es cierto que casi la tercera parte de estas importaciones no tienen por destino último la CM, sino que son un flujo de tránsito hacia otros territorios. Así, otra conclusión importante es la que destaca el lugar que ocupa la CM como enclave logístico redistribuidor de mercancías hacia otros territorios, pasando por la industria y los servicios madrileños que les aporta dosis variables de elaboración, comercialización y transporte.

 

Figura 7 JMN

 

El agua virtual añadida por los bienes y servicios generados en la propia CM es relativamente modesta con relación a la importada: la importación de agua virtual destinada a la CM multiplica por 8 a la generada en el propio territorio. El gran peso unitario que tiene el agua virtual en los alimentos, unido a la fuerte dependencia alimentaria de la CM, es capital a la hora de explicar los órdenes de magnitud comentados.

Hay que advertir también que el agua virtual añadida en los bienes y servicios alcanza un volumen superior al del agua azul derivada hacia riego y abastecimiento (ver Esquema: Aproximación al agua azul y verde en la CM) porque el agua virtual recoge también el agua verde utilizada por los aprovechamientos agrarios de secano, que multiplica por 4 a la de los cultivos de regadío en la CM. En la misma línea, la exportación de agua virtual multiplica por algo más de 2 a la salida de agua que agrupa los efluentes del sistema de usos y del agua azul captada en el territorio (ver Esquema: Aproximación al agua azul y verde en la CM).

Por último, la ecuación de balance que iguala  los recursos y empleos del agua virtual nos permite obtener por saldo el gasto final aparente de agua virtual (GFAAV) de la CM. Se observa que el gasto final de agua virtual así estimado se nutre solo en un 8 % del agua virtual añadida en la propia CM, correspondiendo el resto a los productos importados, lo que resulta normal en una aglomeración urbana de este porte, con una disponibilidad territorial de solo 0,1 hectáreas por habitante (y solo 0,03 ha de cultivo por habitante), con dotaciones relativamente escasas de agua y de recursos naturales en general.

Por último, el siguiente Esquema presenta la huella hidrológica (HH), que resulta de agregar el agua interna utilizada (AIU) en la CM y el saldo neto de agua virtual importada (MNAV). Se observa, una vez más, el peso muy superior de la importación neta de agua virtual, frente al agua utilizada en el territorio de la CM: ésta explica solo el 11,4 % de la huella hidrológica de la CM. La huella hidrológica por habitante y año de la CM es de 1.667 m3, descomponiéndose en 191 m3, de agua real utilizada en la CM y 1.476 m3 de agua virtual neta importada. Si para hacernos una idea más gráfica, transformamos estas cantidades anuales en términos per capita diarios, tenemos una huella total de 4.566 litros por habitante y día, compuesta por 523 l/hab/d utilizados en el territorio y 4.043 adscrita a la importación neta de productos de fuera de la CM. De esta cantidad, 9.217 hm3 podríamos calificarlos como huella hidrológica de origen agrario, 64 hm3 de origen industrial, y 423 hm3 procedentes del ámbito urbano y de servicios. 

Figura 8 JMN  

Por último, el próximo Cuadro muestra que la huella hidrológica per cápita aumenta en el tiempo, arrastrada sobre todo por el aumento del agua virtual, a la vez que disminuye el agua per cápita utilizada en el propio territorio. Esta disminución se debe sobre todo a la reducción del agua asociada a la producción agraria madrileña, que compensó el aumento relativamente moderado del agua utilizada en los usos urbano-industriales. Con todo, el aumento de la huella hidrológica, total y per capita, es más moderado que el del requerimiento de materiales y energía de la CM, debido al peso tan determinante que tienen los alimentos en el cálculo del agua virtual, que crecen a menor ritmo que el resto de los componentes, habida cuenta su menor elasticidad de consumo respecto a la renta.

 

Figura 9 JMN


[1]Toda la información que se aporta sobre el agua y el metabolismo de la Comunidad de Madrid procede de: Naredo, J.M. (coord.) (2009) El agua virtual y la huella hidrológica en la Comunidad de Madrid, CYII, Cuadernos de I+D+I, nº 5, cuya versión en pdf se pone a disposición de los lectores en esta guía.

El agua de calidad, no sólo es hoy la principal materia prima en tonelaje que interviene en la fotosíntesis y en los sistemas agrarios, sino que también lo es en los sistemas urbanos.

Pero los enfoques asociados a la nueva cultura del agua, no solo han de preocuparse de gestionar bien ese agua libre (o agua azul) asociada al ciclo hidrológico, que es captada, regulada, transportada, distribuida y facturada para el abastecimiento urbano y los consiguientes vertidos.

Debe de preocuparse también de la llamada agua verde, asociada a los suelos y organismos y de la llamada agua virtual, requerida para obtener los productos que nutren el metabolismo urbano, dado que ambas pueden superar en importancia cuantitativa al agua libre o azul antes mencionada.

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¿Cuál es la relación entre agua real, agua virtual, y huella hidrológica?

¿Existe alguna alternativa de garantía al actual modelo de abastecimiento para la aglomeración urbana de Madrid?