Sin el agua, la vida en la Tierra no podría existir, al menos como la conocemos. Ningún ser vivo –personas, animales, plantas, microorganismos– podría nacer ni subsistir sin el agua. Ésta es la sustancia más abundante en la superficie de nuestro planeta, y también en el cuerpo humano. No olvidemos que alrededor de 65 por ciento de la masa de nuestro cuerpo es agua, y que, en algunos animales, como la medusa, esta proporción llega hasta 90 por ciento. También, manifestaciones climatológicas como la lluvia, el granizo, la nieve, las nubes y la humedad –que es la presencia de vapor de agua en la atmósfera– están formadas por agua. Ahora, hablemos un poco sobre el agua, cómo es, dónde está, cuánta hay, cómo se distribuye, y cómo la usamos.

El agua cubre 510 millones de kilómetros cuadrados, equivalentes aproximadamente a tres cuartas partes de la superficie del planeta. A esta gran capa se le llama hidrósfera. Si nos ubicamos en el espacio exterior, nuestro planeta se aprecia como una gran esfera azul con manchas blancas sobre su superficie. Desde esta perspectiva, la Tierra debería llamarse Agua. Las manchas blancas son nubes cargadas con pequeñas gotas de agua.

Planeta Tierra
desde el espacio

Aunque el volumen de agua en nuestro planeta es inmensamente grande: 1358 millones de kilómetros cúbicos, 97.2 por ciento es agua salada en los océanos y mares, 2.1 por ciento se encuentra en las capas de hielo de los dos polos terrestres, 0.6 por ciento es agua subterránea ubicada dentro de la corteza terrestre hasta una profundidad de 5 kilómetros, y el resto se encuentra en ríos, lagos, humedad en la superficie terrestre y vapor atmosférico. Esto se traduce en que, únicamente, poco más de 0.3 por ciento del agua es dulce y, por lo tanto, puede ser utilizada por el ser humano. Esta proporción es muy reducida en comparación con el volumen total existente en nuestro planeta. En la tabla 1 se muestra la distribución, en términos absolutos y porcentuales, del volumen del agua en la Tierra.

En este punto, cabe destacar que la obtención de agua dulce por desalación de agua de mar, aunque tecnológicamente es posible y existen plantas desaladoras en algunas partes del mundo –en ocasiones, en grandes buques–, es un proceso que todavía no es rentable a grandes volúmenes, por la enorme cantidad de energía requerida y de residuos que se generan.

El volumen de agua que hay en nuestro planeta ha permanecido constante desde que se estabilizó la Tierra, hace aproximadamente tres mil millones de años, y se presenta en tres fases o estados de agregación. Estas fases, referidas al agua, son el hielo, que es la fase sólida; el agua, que corresponde a la fase líquida; y el vapor de agua, que corresponde a la fase gaseosa. En cualquiera de sus tres fases, el agua tiene la misma composición química.

La molécula del agua está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno

La molécula del agua está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno. La unión de los átomos de hidrógeno con el átomo de oxígeno se hace a través de los electrones de cada átomo que forman los enlaces de esta molécula. A su vez, las moléculas de agua se mantienen unidas entre sí por las fuerzas electrostáticas entre ellas.

En la naturaleza existe un circuito continuo del agua en sus tres estados, que se denomina ciclo hidrológico o ciclo del agua. Este ciclo se estableció hace miles de millones de años y la vida del planeta depende de él. Si el agua no transitara a través de este ciclo, la Tierra sería un planeta inhóspito.

Aunque el ciclo del agua no se inicia en una etapa determinada, para propósitos de explicación consideremos que comienza en los océanos y mares. Al iniciarse el día, el Sol envía, junto con la radiación visible que nos alumbra, radiación infrarroja, que es la que calienta. Gracias a esta radiación, se empieza a elevar la temperatura del agua superficial de océanos y mares, y una parte de ella se convierte en vapor, es decir, pasa de la fase líquida a la fase gaseosa. Debido a las corrientes ascendentes de aire, el vapor se eleva hacia la tropósfera, la primera capa de la atmósfera. Mientras sube, su temperatura disminuye y el vapor de agua se condensa en diminutas gotas de agua, las cuales se quedan suspendidas formando las nubes.

Las corrientes de aire que recorren la superficie terrestre desplazan a las nubes, por lo que muchas de éstas llegan a las regiones continentales. Las condiciones meteorológicas, como la temperatura, la altitud, y la dirección y rapidez de los vientos pueden provocar que pequeñas partículas de agua se aglutinen y se precipiten sobre la superficie terrestre en forma de lluvia, granizo o nieve. Con la lluvia pueden ocurrir varias cosas: evaporarse cuando cae al suelo, principalmente en climas cálidos y zonas áridas; filtrarse al suelo en las capas superficiales –pudiendo ser absorbida por las raíces de la vegetación para evaporarse más tarde desde las hojas, fenómeno que se conoce como evapotranspiración–, o filtrados a capas más profundas –formando mantos acuíferos–; o escurrirse sobre la corteza –formando arroyos, ríos y lagos–. Gran parte del agua de lluvia regresa a los mares y océanos debido a la fuerza de la gravedad.

La distribución del agua de lluvia no es homogénea en toda una región de nuestro planeta o de un país como México. Tanto la temporalidad de las estaciones (por su intensidad y duración), como la latitud y orografía del país, región o estado, son factores importantes que influyen en la distribución pluvial.

Temporalidad de las estaciones

Como sabemos, las estaciones se producen debido a la inclinación de la Tierra sobre su propio eje y son diferentes de acuerdo con la latitud de la región o país. Esto hace que los rayos solares lleguen a la superficie terrestre con diferente inclinación. Entre mayor sea el grado de inclinación, menor será la intensidad de la radiación solar. Así, no es lo mismo el invierno en la zona central de México que en el este de Canadá. En muchas partes de México, la lluvia se concentra en general en el verano, principalmente en los meses de junio a septiembre u octubre, por lo que el clima es seco durante el resto del año.

Ubicación y orografía

En el mundo existen zonas desérticas, semidesérticas, áridas, semiáridas y tropicales, entre otras. En nuestro país predominan las zonas áridas y semiáridas. En el norte de México cae poca lluvia y, en contraste, en el sur-sureste, la precipitación pluvial es abundante. Los estados del norte ocupan aproximadamente 50 por ciento de la superficie total del país y recaban apenas 25 por ciento de la precipitación anual, mientras que los estados que se encuentran al sur y sureste ocupan 27.5 por ciento del territorio mexicano y en ellos cae 49.6 por ciento de la lluvia. El complemento de la superficie y de la precipitación corresponde a la parte central de México.

En el rubro de disponibilidad del agua, habrá que considerar el crecimiento de la población, ya que un parámetro muy importante es la disponibilidad de agua por habitante. En nuestro país, la población en 1929 era de 15.6 millones de habitantes; en 1950 creció a 25.8 millones; para el año 2000 aumentó a 97.5 millones y para 2010 alcanzó la cifra de 112 millones. Las cifras anteriores muestran que, en menos de cien años (de 1929 a 2010), la población en nuestro país creció más de 700 por ciento. Es claro que este importante crecimiento se traduce en una disminución de la disponibilidad de agua dulce y potable por habitante.

El agua es fundamental para muchas de las actividades que realizamos, en las que tiene diversos usos: agrícola, principalmente en la siembra y cultivo de muchas especies vegetales; pecuario, en la cría y engorda de ganado; agroindustrial, en la transformación industrial de productos agrícola-ganaderos; industrial, en la transformación de materias primas en productos manufacturados; también se emplea para la generación de energía eléctrica en las plantas hidroeléctricas que funcionan con inmensos volúmenes de agua almacenados en presas o en plantas geotérmicas en las que se utiliza el agua en forma de vapor para mover turbinas que generan electricidad; asimismo tiene un uso público o urbano en poblados y ciudades en las que circula por las redes municipales y proporcionan agua a espacios públicos como las áreas verdes; y, finalmente, tiene un uso doméstico, en nuestras casas, como bebida –fundamental para la salud–, en la preparación de alimentos y como gran apoyo en las tareas de aseo personal y de limpieza.

El empleo del agua para el sector agropecuario es el de mayor consumo, seguido del industrial y del urbano, además del sector generador de energía eléctrica.

El agua requerida en la producción, empaque y transporte de los bienes y servicios que consumimos fue denominada en 1993 agua virtual por el profesor John Anthony Allan, del King’ s College de Londres, quien desarrolló este concepto y los métodos para cuantificarla. Se llama virtual porque no está presente como tal en los productos finales.

Para ilustrar este concepto, pensemos en un concepto familiar: ¿Cuánta agua es necesaria para comer una hamburguesa? Para su elaboración se requieren varios insumos, como carne de res, lechuga, jitomate, pan y algunos condimentos como mostaza, mayonesa, salsa cátsup, entre otros. La producción de cada uno de estos insumos implica procesos diversos. Las reses beben agua y comen granos y pastura, cuyo cultivo también requirió agua. Algo similar ocurre con los demás ingredientes de la hamburguesa, como la lechuga, el jitomate, el pan y los condimentos. Todos estos insumos, además de que necesitan ser procesados, deben empacarse y transportarse para que puedan estar disponibles y así elaborar las hamburguesas. Al final, es sorprendente la cantidad de agua estimada que se necesita para comer una simple hamburguesa: aproximadamente 2400 litros.

Quizá porque vivimos en un país en el que muchas ciudades y poblados disponen de suficiente agua para satisfacer los requerimientos cotidianos, o tal vez porque no tenemos conocimiento sobre la dinámica del ciclo del agua que nos abastece de este preciado líquido, o bien por la escasa cultura sobre el uso racional de este líquido, no nos hemos detenido a pensar en la cantidad de agua que se requiere, no sólo para satisfacer nuestras necesidades más básicas, sino también para la producción de los alimentos, bienes y servicios que consumimos.

En la tabla 2 se muestra el promedio global de gasto de agua virtual para algunos alimentos procesados y bienes de consumo.

A medida que las sociedades se desarrollan, los patrones de consumo se vuelven más complejos, de tal forma que en el futuro se requerirá más agua, tanto para uso agrícola, como para la producción de bienes y servicios, incluyendo el agua de uso personal.

Otro aspecto que es preciso destacar en relación con el concepto del agua virtual es el hecho de que, debido a la globalización, no todos los productos que consumimos son nacionales. Hay muchos productos que se importan y otros que se exportan, lo que se traduce en la importación o exportación de agua virtual. Debería pensarse en la posibilidad –así sea teórica– de que las mercancías que requieren altas cantidades de agua virtual se produjeran en países o regiones ricos en agua –como Canadá, que produce granos, o Argentina, que es exportador de carne, o Tailandia, que produce grandes cantidades de arroz. No sería lógico que un país o región con pocos recursos de agua generara productos que requirieran grandes cantidades de agua virtual, a fin de exportarlos. Esto tiene que ver con la planeación del sistema agrícola de nuestro país, y con el mejoramiento de las tecnologías de cultivo y riego que se emplean.

Todo habitante de nuestro planeta necesita un abastecimiento limpio, constante y suficiente de agua apta para beber y para efectuar las actividades cotidianas sin riesgos para su salud. El agua que utilizamos en las ciudades y pequeñas comunidades proviene de fuentes subterráneas (acuíferos) o fuentes superficiales como presas, lagos y ríos. El agua proveniente de acuíferos es extraída de pozos mediante bombeo.

Cabe destacar que el agua subterránea sostiene el riego de una tercera parte de la superficie bajo riego –la cual abarca millones de hectáreas del territorio nacional– y provee cerca de 70 por ciento del volumen de agua que requieren las ciudades –donde se estima se concentran casi 75 millones de habitantes–, la mayoría de las instalaciones industriales y la población rural.

Por ejemplo, en la Ciudad de México, la demanda de agua potable es de 32 metros cúbicos por segundo aproximadamente. De este volumen, 67 por ciento proviene de fuentes subterráneas (55 por ciento del acuífero de la Ciudad de México y 12 por ciento del acuífero del Valle de Lerma). El caudal restante se obtiene de fuentes superficiales: 3 por ciento de manantiales ubicados en la Ciudad de México y 30 por ciento del Sistema Cutzamala, el cual se encuentra en los estados de México y Michoacán, a una distancia aproximada de 124 kilómetros de la capital del país.

Ahora bien, ¿cómo empleamos el agua? Limitándonos a un uso del agua dentro de los muy diversos que tiene, revisemos el perfil de consumo en un hogar situado en una ciudad de nuestro país que no tenga problemas en el abastecimiento de este líquido. El perfil en litros es el siguiente:

Al emplear el agua en labores domésticas, agrícolas, industriales, etc., algunos productos de desecho pueden contaminarla. Entre los posibles contaminantes del agua, están los siguientes:

• Detergentes no degradables en el agua de uso doméstico.
• Fertilizantes, pesticidas y plaguicidas en agua utilizada en la agricultura.
• Contaminantes de diversa naturaleza en el agua empleada en la industria.
• Bacterias, aceites, gasolinas y basura en las aguas de lluvia.

Las aguas residuales provenientes del uso doméstico y del industrial son las de mayor magnitud. El agua de uso agrícola puede causar daños en ríos, lagos o embalses (presas) por los escurrimientos de fertilizantes, pesticidas y plaguicidas. Recientemente fue muy sonado el caso de una empresa minera mexicana que vació desechos químicos en un río, contaminando en grado superior no sólo las aguas del río sino también las tierras en los márgenes del cauce y provocando un perjuicio a los usuarios del agua de ese río.

Es muy importante que las aguas residuales, más allá del origen de su contaminación, sean tratadas a fin de mejorar la calidad del agua antes de incorporarla al cauce de algún río, a un mar o lago; o bien, de emplearla en el riego de sembradíos o incluso en las tareas de limpieza doméstica. Se estima que, en la actualidad, en México menos de 30 por ciento de las aguas residuales son tratadas. Una megaplanta de aguas residuales está por terminarse en Atotonilco, en el estado de Hidalgo, lo cual permitirá reducir notablemente la proporción de aguas residuales no tratadas procedentes de la Zona Metropolitana del Valle de México.

En un sentido más amplio, la contaminación del agua se puede dar por las descargas de aguas residuales no tratadas y por los productos de desecho que se arrojan en los ríos, arroyos, lagos, embalses y en las calles, ya que finalmente llegan a las redes de desagüe. Además, en muchas ocasiones los contaminantes del agua acarrean materia tóxica y microorganismos infecciosos. Estos contaminantes alteran las características del agua, dándole propiedades indeseables que afectan nuestra salud. Es claro que, sobre este rubro, existe muy poca cultura y sensibilidad, por lo que la sociedad tiene un gran reto que enfrentar.