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El nexo entre agua, energía y alimento

21 de Agosto de 2017
El nexo entre agua, energía y alimentación y la gestión responsable de recursos
Desde la pionera identificación y reconocimiento de las interdependencias entre el agua, la energía y la alimentación, este tema ha venido ganando importancia a nivel internacional y empresarial. La autora de este post resume a grandes líneas su tesis de investigación, galardonada con el Accesit 2016 del Premio Cátedra Aquae de Economía del Agua.

El aumento de la demanda de recursos naturales es una consecuencia inherente al crecimiento económico y de la población. En este sentido, en el año 2050 se estima que la demanda energética habrá crecido un 80%. También se deberá abastecer de alimento a miles de millones de personas más, lo cual requiere generar más alimentos y más rápido. Por su parte, la demanda de recursos hídricos habrá crecido un 60% para mediados del siglo actual. En este contexto nace el nexo AEA. Un  concepto que busca alertar sobre la necesidad de imponer un modelo de gestión responsable de recursos de agua, energía y alimento.

El estudio de la interacción entre los elementos del trinomio agua-energía-alimento nos ayuda a entender los efectos de la actividad humana sobre el medio ambiente. Es precisamente eso lo que busca Beatriz Mayor en su trabajo The Water-Energy-Food Nexus: Trends, Trade-offs and Implications for Strategic Energies.

El nexo AEA: Agua-Energía-Alimento

Entre las brechas de conocimiento más reconocidas en este campo resaltan las siguientes:

  • La necesidad de una mejor comprensión del conjunto de interconexiones, intercambios, eficiencias cruzadas y sinergias entre los sistemas del nexo AEA (agua-energía-alimento), con el fin de informar a los gobernantes en la selección de las mejores técnicas y estrategias para la gestión responsable de recursos.
  • La necesidad de un marco conceptual y analítico del Enfoque Nexo más conciso y armonizado, así como fórmulas para lidiar con la complejidad y guiar la implementación de un sistema de gestión responsable de recursos.
  • La falta de casos de estudio aplicados para identificar y contabilizar los intercambios en los contextos locales, así como para caracterizar los impactos de las tecnologías energéticas sobre el agua.

Esta tesis doctoral aborda estos retos mediante el desarrollo de tres objetivos: en primer lugar, el seguimiento y clarificación de tendencias a escala global; en segundo lugar, la discusión del concepto del Nexo AEA y propuesta de una metodología para realizar análisis regionales; finalmente, el desarrollo de dos casos de estudio para analizar las relaciones agua-energía y la sostenibilidad de dos tecnologías concretas, la hidroeléctrica y la fractura hidráulica. Estos dos casos de estudio se aplican a España tomando dos niveles de escala distintos – escala de cuenca hidrográfica y escala nacional – permitiendo así percibir como el contexto institucional influye en cada una de ellas.

Estudio I: Seguridad hídrica y energética

El primer caso de estudio realiza un análisis de las contribuciones a la seguridad hídrica y energética frente a los impactos ambientales de la infraestructura macro y mini hidroeléctrica implantada en la cuenca del Duero. Este concluye que, a nivel agregado, las grandes centrales hidroeléctricas (>10MW) de la cuenca generan mayores contribuciones que las mini hidroeléctricas en todos los indicadores de seguridad hídrica y energética. Sin embargo, el impacto de algunos proyectos de extremada envergadura hacen que su impacto absoluto sobre el régimen hidrológico y la pérdida de hábitat sea muy alto. En cambio, las mini hidroeléctricas generan un mayor nivel de impacto agregado sobre la conectividad del río como consecuencia de la disposición de decenas de centrales en cadena a lo largo de algunos afluentes.

Por otro lado, el nivel de impacto relativo (por unidad de energía producida) de las mini hidroeléctricas es mayor que el de las macro para todas las categorías de impacto estudiadas. Estos resultados llevan a concluir que las centrales mini hidroeléctricas de la cuenca, a pesar de tener menor impacto a nivel individual por su menor tamaño, tienen un impacto agregado mayor cuando se implantan en cadena y en gran número, mientras que sus contribuciones energéticas y de almacenamiento de agua no son apenas significativas. Por ello, se considera recomendable una optimización de la planificación del sistema hidroeléctrico buscando el máximo aprovechamiento de las infraestructuras y la reducción de su número, de forma que las existentes tengan la mayor relación beneficio/impacto posible.

Estudio II: Riesgos de la fractura hidráulica para la seguridad hídrica

El segundo caso de estudio del nexo AEA (agua-energía-alimento) analiza los riesgos para la seguridad hídrica que puede plantear el desarrollo de la técnica de fractura hidráulica en España, en base a un análisis del caso de Tejas en Estados Unidos, donde la técnica ha sido ampliamente aplicada desde hace años. El estudio tiene en cuenta las diferencias en el contexto espacial, legal y socio cultural de ambas regiones para extraer lecciones aprendidas de la experiencia de Tejas que pueden aplicarse al caso de España. Con ello pretende proporcionar información sobre un tema muy polémico y que durante los años de desarrollo de esta tesis ha sido (y probablemente sigue siendo a pesar de haber perdido visibilidad en el último año) muy opaco y polarizado.

El estudio sobre el nexo AEA (agua-energía-alimento) reveló que los principales focos de riesgo para el agua generados por la técnica están en el riesgo de accidentes o vertidos en superficie, la gestión que se haga de las aguas residuales, y los requerimientos de agua que implica la técnica – que si bien a nivel individual de pozo no son esencialmente mayores que los de otras tecnologías, si se alcanzara una implantación de la técnica relevante podrían llegar a ser considerables.

Por supuesto, el contexto español es muy diferente al presente en Tejas en términos legales (la legislación europea y española son más garantistas y precaucionistas), sociales (los incentivos a aceptar la técnica por la población son mucho menores, pues no reciben compensación económica directa), y espaciales (los recursos de gas y la disponibilidad espacial son mucho más limitados), lo que no sugiere que el desarrollo de la técnica pudiera alcanzar los niveles e impactos agregados del caso de Tejas.

Conclusiones del estudio

No obstante, las lecciones aprendidas de la experiencia tejana que se identificaron son las siguientes:

  • La importancia que tienen una buena monitorización de los riesgos y estado de las aguas antes y durante la técnica.
  • La implementación rigurosa de la regulación, lo cual conlleva unos económicos y humanos asociados que es importante valorar.
  • La importancia de la participación ciudadana en estas tareas.
  • La crítica importancia de realizar una evaluación de impacto ambiental exhaustiva de los proyectos.
  • La importancia de la transparencia en el proceso, lo cual ha de hacerse por parte de las empresas, quienes pueden beneficiarse también directamente de ello al conseguir una mayor aceptación.

Contribuciones de la tesis sobre el Nexo AEA Agua-Energía-Alimento

A nivel agregado, las principales contribuciones originales aportadas por la tesis incluyen una panorámica de las principales fuerzas, tendencias y retos del nexo AEA basado en el más reciente conocimiento disponible en la literatura y nutrido por expertos internacionales, así como de la evolución a futuro de variables clave en el nexo AEA (agua-energía-alimento).

También realiza una propuesta de una metodología integral y secuencial para realizar estudio y diagnósticos AEA. Además,  proporciona detalle de los impactos y contribuciones agregadas de la hidroeléctrica a nivel local en la cuenca del Duero. Finalmente, aporta recomendaciones sobre aspectos críticos a considerar por los gobiernos que apuesten por la fractura hidráulica, con el fin de salvaguardar la seguridad hídrica local. La tesis finaliza con una serie de conclusiones y recomendaciones para el futuro de la investigación en el nexo AEA (agua-energía-alimento). De esta manera, el final del trabajo supone un punto de partida para la implementación de un sistema gestión responsable de recursos.

Resalta la importancia de investigar y actuar en aspectos sociales, políticos y económicos, con implicaciones iguales o mayores que los tecnológicos para superar los retos del Nexo AEA. También previene sobre las externalidades sobre el agua y la alimentación que podrían acarrear las políticas bajas en carbono basadas en ciertas tecnologías. Particularmente los biocombustibles de primera generación, la fracturación hidráulica, las tecnologías de captura y almacenaje de carbono y los desarrollos hidroeléctricos masivos. Asimismo, identifica las energías renovables de baja huella hídrica, el tratamiento y reutilización de agua, los acoplamientos tecnológicos y las soluciones descentralizadas como oportunidades prometedoras que merecen mayores esfuerzos de investigación, inversión y apoyo político.

Mirando con ojo crítico a España

En relación al caso de España, las principales conclusiones de este estudio sobre el nexo AEA (agua-energía-alimento) resaltan los siguientes puntos:

  1. La crítica importancia de apoyar y promover la expansión de las renovables y la autogeneración energética para avanzar hacia la sostenibilidad energética.
  2. Las oportunidades que ofrece la expansión del bombeo y almacenamiento hidráulico para aumentar la independencia energética.
  3. La importancia de evaluar la huella energética del regadío y su consideración en la planificación hidrológica y de la agricultura.
  4. La necesidad de evaluar cuidadosamente la factibilidad de los proyectos de fracturación hidráulica. Se debe poner especial atención en aspectos de monitorización, implementación regulatoria y costes asociados, participación, evaluación de impacto ambiental y transparencia.

Para aprender sobre el nexo AEA y descubrir cómo realizar una gestión responsable de recursos de agua, energía y alimento, puedes leer aquí la tesis completa.

ACERCA DEL AUTOR

Beatriz Mayor

Beatriz Mayor Rodríguez es licenciada en Ciencias Ambientales por la Universidad Autónoma de Madrid, máster en Integrated Water Management por la Universidad de Wagegningen en Holanda y doctora en geología especializada en el Nexo agua-energía-alimentación por la Universidad Complutense de Madrid. Actualmente trabaja como investigadora en tecnologías del nexo en el International Institute for Applied Systems Analysis (IIASA) en Austria.

Durante el doctorado hizo una estancia en Estados Unidos en la Oklahoma Water Survey para estudiar los riesgos derivados de la fractura hidráulica para los recursos hídricos.

Recientemente ha trabajado como investigadora en el Observatorio del Agua de la Fundación Botín y previamente en la Universidad Complutense de Madrid en un proyecto para el área de estrategia tecnológica de Centro Tecnológico Repsol.
También ha ejercido como consultora en iCatalist en un proyecto sobre el nexo agua-energía-alimentación para la Comisión Europea y en Innova-Consulting elaborando propuestas de financiación e informes de justificación dentro del programa H2020. Tiene experiencia con las metodologías de huella hídrica, contabilización de recursos, identificación de impactos, estudios prospectivos Delphi, así como en la elaboración de propuestas de investigación, informes técnicos y científicos en inglés y español y presentación de resultados a nivel empresarial y en congresos científicos.