El desperdicio

Los datos son importantes tanto en consumo de agua como en barriles de petróleo porque se tienen que recorrer en algunos casos miles de kilómetros para que lleguen al destinatario final. En algunos casos, se llega a los 4.000 kilómetros porque se compra cordero de Nueva Zelanda, pipas de girasol en China o frutas a otros países europeos. Esto conlleva a su vez emisiones por el traslado, aparte del uso de productos fitosanitarios y químicos.

No son los únicos datos importantes en el sector alimentario en el que alrededor de 1.400 millones de hectáreas se usan para producir alimentos que no se consumirán. Esta superficie equivale a unas 28 veces el tamaño de España. Además, se estima que la producción alimentaria es un 60% mayor de lo que realmente se precisa para consumo humano.

Los datos reflejan que un tercio de la producción mundial, alrededor de 1.300 millones de toneladas métricas al año, se desperdician por lo que se aboga por una producción local y estacional, aparte de promover la producción agroecológica.

Siembras

El desperdicio alimentario y todo su impacto no es el único problema del sector de la alimentación. También las semillas entrañan algunos riesgos. Y uno de ellos es la pérdida de las variedades tradicionales, generándose una dependencia de las compañías que comercializan las semillas más resistentes o que se adaptan a diferentes lugares, entre otras particularidades.

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El estudio

Los datos se desprenden del estudio realizado por la Red Ciudadana de Medición de Nitratos, formada por varias organizaciones como Greenpeace, entre otras. De acuerdo con su estudio, el 60% de las mediciones realizadas en aguas subterráneas en España detectan contaminación por nitratos.

En el año 2022, se registraron un total de 858 mediciones de nitratos en el agua. De este modo, el 37% de las mediciones totales –es decir agua de grifo, superficial y subterránea-, apuntan una contaminación del agua por nitratos. Esto implica que se supera el límite legal y que, además, el 20% está en riesgo de superar esa “línea roja”.

El problema no solo se detecta en el presente, sino que también es preocupante en las aguas subterráneas que conforman las reservas del futuro. De acuerdo con las mediaciones, el 58% indican la contaminación por nitratos. Además, el 27% de las mediciones en aguas superficiales y el 11% en las aguas de consumo registran el mismo problema.

Autonomías

Dentro de España, los datos difieren por comunidades autónomas. Los mayores niveles de contaminación se detectan en Galicia con el 97,5%, superando el límite legal en aguas subterráneas. Tras ella, se sitúa Aragón con el 72% y Castilla y León con el 70%.

Con independencia del porcentaje, el problema es serio en el país. Ya en 2021, la Comisión Europea llevó a España ante el Tribunal de Justicia de la Unión Europea por incumplimiento de la Directiva de Nitratos. Proceso, que según Greenpace, sigue en adelante y que se inició porque ya en aquel momento se entendía que el problema en el territorio nacional era grave.

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El estudio

El grupo de investigadores ha logrado generar electricidad verde con los microorganismos del suelo. De este modo, se ha conseguido hacer unas pilas de combustible microbianas, cuya principal función es la de filtrar agua contaminada para hacerla potable. Una tecnología que, además, los científicos creen que se podría aplicar para descontaminar suelos.

El sistema desarrollado consta de una matriz de pilas o celdas de combustible microbiano del suelo que alimenta un reactor electroquímico para tratar el agua. Las pilas tienen dos electrodos a base de carbono colocados a cuatro centímetros de distancia y conectados a un circuito externo.

Además, se caracterizan por su geometría plana, con el ánodo enterrado en el suelo, mientras que el cátodo queda expuesto al aire. En este sistema, probado con éxito en Brasil, actúa como separador de electrodos, aparte de hacer las veces de fuente tanto de bacterias electroactivas como de materia orgánica.

De acuerdo con los datos de los investigadores, cada pila genera una potencia de 0,4 milivatios, que se incrementa hasta 12,2 milivatios al conectar eléctricamente 16 pilas en paralelo. El rendimiento es estable durante 140 días de funcionamiento.

Sistema mejorado

Tras este avance, los investigadores han seguido mejorando el sistema. De este modo, ha pasado a tener 64 celdas y a alcanzar una capacidad de tratamiento de hasta tres litros de agua por día cuando se integra con el reactor electroquímico.

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El sistema

Esta lámpara que funciona con agua está basada en un artilugio cilíndrico, que se alimenta con este recurso hídrico, generando luz suficiente para instalarse como luces de emergencia en sales y locales. Incluso, por sus características, puede servir para alumbrar estancias convencionales si se colocan varias lámparas. Además, la lámpara no genera ningún residuo.

Su sistema se basa en una reformulación del invento de la celda galvánica o pila de Volta, procediendo a cambiar sus componentes originales por agua. Esta idea de German Nagahama se caracteriza a su vez poder aprovechar una celda que no contenga ningún elemento contaminante.

La energía producida para generar la electricidad se origina por electrólisis. En este proceso químico, hay tres elementos fundamentales para su producción: el electrodo con carga positiva (ánodo), electrodo de carga negativa (cátodo) y un conductor (agua). Además, es necesario un electrolito para facilitar que el agua conduzca la electricidad. Estos pueden ser ácidos, bases o sales.

El resultado

Con esta base, se empezó a hacer el desarrollo haciendo pruebas hasta dar con el resultado final, lo que ha llevado varios años. La versión final consta de una celda con un núcleo de magnesio (ánodo) recubierto de una tela tratada con sal y rodeado por una fibra de carbón (el cátodo).

Además, se cambió la forma original para crear la lámpara cilíndrica. De este modo, la celda ya puede contar con las sales necesarias sin importar el agua que se utilice ni añadirle más sustancias. La lámpara mide diez centímetros de alto y está cerrada en cada extremo por circunferencias de 12 centímetros con seis luces led. Estas partes son desenroscables para poder introducir agua en las celdas. La autonomía es de 15 horas.

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El descenso

Los últimos datos del Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico lo dejan claro. Las reservas de agua no dejan de bajar en España. Una caída continuada que ha hecho que, en la actualidad, estén en torno al 38,8% de su capacidad total. Es decir, que la reserva hídrica se sitúa en 21.789 hectómetros cúbicos de agua.

Y los descensos continúan y siguen siendo significativos porque tan solo en la última semana se ha producido una nueva caída, que se cifra en 226 hectómetros cúbicos. Esto supone el 0,4% de la capacidad total actual de los embalses.

Por zonas

Siguiendo con los datos proporcionados por el Ministerio, la reserva hídrica en el Cantábrico Oriental se encuentra al 64,4%, mientras que en el Cantábrico Occidental es del 56%.

En el Miño-Sil este dato se sitúa en el 40,8%, porcentaje que se eleva hasta el 52,9% en el caso de Galicia Costa. Siguiendo con la zona norte, destaca la situación de las cuencas internas del País Vasco, que se hallan al 66,7%.

En el Duero, este porcentaje baja hasta el 41%, siendo muy similar al registrado en el Tajo con el 41,9%. En el Guadiana, la reserva hídrica supone el 29,1% de su capacidad actual. En Tinto, Odiel y Piedras alcanza el 65,5%, mientras que en Guadalete-Barbate llega al 30,2%.

En otras zonas como el Gualdalquivir se sitúa en el 26,1% y se eleva hasta el 36% en la Cuenca Mediterránea Andaluza. En el Segura, este porcentaje desciende hasta el 35,2%.

Mejores datos que estos últimos se registran en el Júcar con el 50,8% de la reserva hídrica, al igual que en el Ebro con el 48,9%. Por su parte, en las cuencas internas de Cataluña, la reserva alcanza el 67,5%.

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El informe

El estudio de la Organización Meteorológica Mundial (OMM) recoge ya estos impactos en África y Asia. No obstante, no es un efecto exclusivo de estas zonas, puesto que también se empieza a percibir en áreas tradicionalmente suministradoras de agua.

Esto podría desencadenar en una crisis global por esta falta de acceso a los recursos hídricos y también a los peligros que supone una intensificación de los desastres naturales.

El informe sobre el estado de servicios climáticos en 2021 refleja a su vez que el número de personas afectadas por el estrés hídrico (dificultad de tener acceso al agua) se incrementará considerablemente por el crecimiento de la población. Pero este no será el único factor. También habrá disponibles menos recursos hídricos que explotar.

El estudio apunta también una serie de datos que vienen a corroborar esta situación. Cerca de 3.600 millones de personas tuvieron un acceso inadecuado al agua, al menos, un mes al año en 2018. Esta cifra podría superar los 5.000 millones de aquí al año 2050, es decir, la mitad de la población que tendrá la Tierra en esa fecha.

Tomar medidas

El informe de la OMM alerta de que el mundo no está preparado para afrontar esta situación de acceso al agua potable. Esto se debe a que los sistemas de gestión, vigilancia, predicción y alerta temprana de los riesgos vinculados con el agua no existen o bien son inadecuados en el 60% de los 187 estados miembro del organismo científico de Naciones Unidas.

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El sistema

Este proceso de extraer agua potable del aire se ha logrado gracias al diseño de unas máquinas, que utilizan electricidad. Esta energía es empleada para enfriar el aire hasta que se condensa en agua.

También se incluyen generadores que son los encargados de aprovechar la humedad para condensarla en una instalación frigorífica. La extracción de agua no es su única función, ya que cuenta a su vez con otras características. Una de las más importantes es su capacidad para extraer distintas cantidades de agua en función de las necesidades.

Aunque el sistema parece complejo, la máquina es bastante fácil de montar. Además, los generadores quedan instalados en el exterior sobre una superficie cimentada. Así quedan aislados y protegidos de agentes externos como los rayos solares ultravioletas, así como del óxido.

Suministro

El sistema, aunque puede parecer una utopía, es ya una realidad. De hecho, con estas máquinas se está suministrando agua potable a zonas afectadas desde la empresa española Aquaer Generators.

Esta máquina, que extrae así el agua de la humedad del aire, ha sido desarrollada por un gallego de 82 años de edad, Enrique Veiga, quien inventó este sistema durante la década de los 90. Un período en el que España se vio azotada por la sequía.

Precisamente, este tipo de suministro fue el objetivo para el que la máquina fue ideada. De este modo, es posible suministrar agua potable en lugares en los que no existe este recurso como, por ejemplo, las zonas afectadas por sequía o los campos de refugiados.

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El sistema

Esta simulación ha sido realizada por un equipo de científicos del que han formado parte miembros de la Universidad de Granada y la Universidad de Nueva Zelanda. El trabajo llevado a cabo ha permitido detectar una nueva variable imprescindible para predecir el flujo del agua en el suelo.

Esta nueva variable y, en concreto su implementación, permite simular el movimiento del agua en el suelo y el crecimiento de la vegetación. Aparte, esta simulación presenta otras ventajas, ya que contribuye a mejorar la estimación de las emisiones de óxido nitroso, que es uno de los gases de efecto invernadero que más influye sobre el clima en la Tierra.

Esta simulación ya se ha aplicado. En concreto, se ha implementado en Nueva Zelanda por el modelo de producción agrícola APSIM. La previsión es que se pueda expandir próximamente a otros países.

Este trabajo de los investigadores, que se ha publicado recientemente en la revista Journal of Hidrology, permite disponer así de más herramientas para la gestión de los recursos del agua y suelo, que requieren de modelos de simulación del movimiento del agua en el suelo.

Avance

Esta simulación es especialmente importante porque, anteriormente, la variable de referencia en los modelos hidráulicos era la conductividad hidráulica cuando el suelo está saturado de agua.

Sin embargo, con esta saturación por lluvia o riego abundante, el drenaje es más rápido hasta alcanzar un contenido en agua que no fluye por la acción de la gravedad.

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El impacto

El estudio realizado ha puesto de manifiesto los niveles altos de mercurio en las aguas de deshielo de los glaciares, habiéndose tomado muestras en el suroeste de esta isla. Una situación que plantea muchas preguntas e interrogantes, pero que también genera inquietud, porque es una zona de importante exportación de mariscos y el mercurio podría llegar a la cadena alimentaria.

La investigación, llevada a cabo por la Universidad Estatal de Florida y del Centro Alemán de Investigación en Geociencias, comenzó con la toma de muestras de las aguas de tres ríos diferentes y dos fiordos próximos a la capa de hielo.

El objetivo era conocer mejor la calidad del agua de deshielo del glaciar, aparte de ahondar en cómo los nutrientes de estas aguas de deshielo puedan sustentar los ecosistemas costeros.

Resultados

El análisis realizado midió el mercurio, entre otros parámetros, por su potencial tóxico. El equipo de investigadores se llevó una sorpresa porque no se esperaba que hubiera concentraciones tan altas en el agua. En concreto, el contenido típico de mercurio disuelto en los ríos es de 1 a 10 ng L-1, que equivale a una cantidad de mercurio del tamaño de un grano de sal en una piscina olímpica de agua.

En los ríos del agua de deshielo de los glaciares se hallaron niveles de mercurio disuelto superior a 150 ng L-1. El mercurio en partículas transportado por la harina glaciar (sedimento que da a los ríos glaciares un aspecto lechoso) se halló en concentraciones muy altas, de más de 2000 ng L-1.

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El estudio

Los embalses tienen un importante papel para distribuir agua potable y producir energía eléctrica. Son funciones a las que se ha sumado su papel decisivo para capturar y almacenar CO2. Sin embargo, esta funcionalidad se ve ahora cuestionada en un nuevo estudio en el que se ha puesto de manifiesto que los embalses de agua emiten dos veces más carbono que el que capturan y almacenan.

Los embalses de agua siempre se han considerado desde hace ya bastante tiempo como uno de los más importantes sumideros netos de carbono, pensando que acumulaban más que emitían a la atmósfera.

Es una concepción que cambia radicalmente con el estudio realizado en la Facultad de Biología y del Instituto de Investigación de la Biodiversidad (IRBio) de la Universidad de Barcelona, junto con expertos del Centro Helmholtz de Investigación Ambiental en Magdeburg (UFZ, Alemania) y del Instituto Catalán de Investigación del Agua (ICRA) en Girona.

Este estudio explica que las redes fluviales transportan grandes cantidades de materia orgánica de los ecosistemas terrestres hasta los océanos. Parte de esta materia orgánica es metabolizada por las comunidades acuáticas y se emite a la atmósfera como dióxido de carbono (CO2) o metano (CH4), que son dos gases que tienen un importante efecto invernadero.

De este modo, cuando el río desemboca en un embalse, este material orgánico se va acumulando progresivamente en los sedimentos. Así, se concentra una gran cantidad de carbono orgánico permanentemente enterrado en los sedimentos de los embalses.

Sin embargo, en un nuevo escenario para calcular el balance global del ciclo de carbono –se consideran también las zonas secas cuando baja el nivel del agua-, la situación cambia. Se contempla que, cuando el sedimento entra en contacto con la atmósfera, se estimulan los procesos de mineralización y se emite mucho dióxido de carbono.

Los datos

El estudio se publicado en la revista Nature Geosciences y la investigación se ha desarrollado en el marco del proyecto C-HydroChange del Plan Nacional del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades.

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El estudio

Los resultados de este estudio de la Universidad de California Santa Bárbara se han basado en el análisis de 39 millones de pozos de aguas subterráneas en 40 países. La investigación saca a la luz vulnerabilidades críticas ante las reducciones, aunque sean modestas, de los niveles de agua subterránea.

Y esto es un problema importante porque es una amenaza inminente para el agua potable y el riego agrícola, afectando a miles de millones de personas porque las aguas subterráneas son la principal fuente de agua para casi la mitad de la población del planeta.

La mayor demanda de agua, que sigue creciendo, junto con la falta de gobernanza o de una gestión adecuada, son factores que están contribuyendo a que se vayan agotando muchos acuíferos muy importantes en todo el mundo.

Los datos

El estudio realizado no solo es importante por detectar este agotamiento de los pozos, sino que también ha permitido obtener datos e información que son difíciles de obtener en el caso de las aguas subterráneas.

Estas infraestructuras analizadas han permitido saber que entre el 6% y el 20% de los pozos no tiene más de cinco metros de profundidad que el nivel freático local actual. Esto implica que millones de pozos corren el riesgo de secarse si el nivel de las aguas subterráneas disminuye unos metros.

Además, los pozos más nuevos no se construyen a mayor profundidad que los antiguos en las zonas que se ven más afectadas por una mayor rapidez en el agotamiento de las aguas subterráneas.

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El estudio

En los ecosistemas de agua dulce se está produciendo una pérdida de calidad por la abundancia excesiva de nutrientes como el nitrógeno y el fósforo. Una afección que se percibe en afloramientos de fitoplancton como algas y cianobacterias o algas verdeazuladas, que son cada vez más frecuentes.

Los afloramientos se desprenden toxinas que colapsan y mueren, teniendo efectos nocivos sobre los animales acuáticos y también en la salud humana, ya que se pueden producir episodios de gastroenteritis, irritación en la piel o de la garganta o fiebre, entre otros.

A día de hoy, predecir estos afloramientos de algas y cianobacterias es difícil por la alta variabilidad espacio-temporal. Y, con el fin de lograrlo, se ha desarrollado esta solución, que consiste en un sistema de monitorización de estos afloramientos haciendo uso de redes de sensores inalámbricos e imágenes de satélites.

Esta monitorización se va a realizar en el embalse de As Conchas en Galicia y la laguna de L’Albufera de Valencia. En estos ecosistemas se realizará esta monitorización con este sistema, que permite el acceso en remoto a los datos obtenidos a través de una aplicación web multiplataforma para su posterior análisis.

La plataforma también consta de dos tipos de boyas multiparamétricas, que en unos casos están equipadas con software privativo que contiene sensores ópticos, mientras que otras incluyen sistemas abiertos de menor coste.

Las boyas recogen los datos en una localización concreta, complementándose toda la información con la que se recaba a través de las imágenes de satélite sobre toda la superficie de agua del ecosistema en estudio.

Un año

El sistema necesita de un ciclo de un año, como mínimo, para analizar bien los datos y poder desarrollar modelos estadísticos específicos que faciliten hacer una predicción fiable de afloramientos.

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Investigación

La investigación se ha centrado en fabricar nanomateriales de platino y carbono para que sean utilizados como electrocatalizadores. Esta es la base del equipo que será empleado en un experimento en el que también se usará la orina del astronauta para generar agua y energía.

Estos nanomateriales están soportados por una matriz carbonosa y serán los que actuarán como electrocatalizadores de un dispositivo electroquímico, que permitirá estudiar la reacción de oxidación del amoniaco en la Estación Espacial Internacional (ISS).

Este experimento forma parte de la iniciativa vinculada con la purificación de la orina de los astronautas en el espacio. Un avance que sería clave en misiones largas o estancias previstas, por ejemplo, en la Luna o en los viajes a Marte.

El experimento

El objetivo con este proyecto es poder tener un sistema electroquímico de reducidas dimensiones –menos que una caja de zapatos-, para que la NASA lo pueda incorporar a su sistema de reciclaje de la orina para obtener agua. Además, también se contempla la posibilidad de generar energía.

La clave está en que la orina humana se puede transformar en amoniaco que, a su vez, es posible eliminarlo electroquímicamente con los electrocatalizadores diseñados. La reacción de oxidación de amoniaco transforma la molécula en agua y nitrógeno, un gas que se elimina a través de un proceso de oxidación electroquímica que genera electrones. Estos podrían emplearse como fuente energética para alimentar instrumental a bordo de la nave espacial.

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El proyecto

El objetivo principal del proyecto europeo LIFE-DESIROWS es recuperar hasta un 98% del agua desalada. Con este fin, se pone el foco en la eliminación de los nitratos de las aguas subterráneas para reciclarlas y reutilizarlas para otros usos como, por ejemplo, fertilizante agrícola. Un proceso que permitiría a su vez recuperar sales para diversos usos industriales.

El proyecto trabaja así en extraer todas las sales del agua dentro del marco de los llamados ZLD o Descarga Cero de Líquido. Esto permitiría que toda la salmuera –que supone un importante problema en zonas como el Mar Menor en España- fuera reciclada, ahondando en el concepto de economía circular porque no se generan residuos.

Para conseguirlo, el proyecto combina varias tecnologías desde una perspectiva industrial con el fin de minimizar el consumo energético. Además, se emplean energías renovables, principalmente, solar fotovoltaica y biomasa.

El equipo

Esta investigación está siendo llevada a cabo por investigadores de las Escuelas de Caminos, Industriales y Agrónomos de la Universidad Politécnica de Cartagena (UPCT), aparte de contar con la participación en el consorcio de la empresa Regenera Levante y de otras entidades como la Comunidad de Regantes de Arco Sur, Hidrogea e Hidrotec.

El presupuesto es de 1,6 millones de euros, habiendo obtenido una financiación de 867.000 euros de la Unión Europea.

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Investigación

Este desarrollo se ha basado en conseguir transformar el agua salobre y agua de mar en agua potable utilizando la luz solar y marcos de metal-orgánicos (MOF). Un proceso con el que se han logrado buenos resultados al obtener agua que, además de ser potable, es segura y limpia.

Los resultados de esta investigación aún han ido más allá al poderse filtrar partículas dañinas que están presentes en el agua y generar 139,5 litros de agua por kilogramo de MOF al día.

De acuerdo con los datos de la OMS, el agua potable de buena calidad debe tener un sólido disuelto total (TDS) de <600 partes por millón (ppm). Con esta investigación, se ha conseguido un TDS de <500 ppm en 30 minutos, aparte de poderse regenerar los MOF para su reutilización en cuatro minutos bajo la luz solar.

Además, las pruebas realizadas también han permitido evidenciar que este proceso se realiza con más energía de manera eficiente en comparación con las técnicas habituales de desalación.

Al utilizarse luz solar, que es una energía renovable y abundante en la Tierra, este proceso se convierte aún en más sostenible y eficiente desde el punto de vista no solo energético, sino también ambiental.

La importancia

Esta investigación de un equipo global liderado por la Universidad de Monash (Australia), que se ha publicado recientemente en la revista ‘Nature Sustainability’, es de especial importancia, puesto que permitiría llevar agua potable a millones de personas en todo el Planeta. El agua obtenida con este proceso se podría utilizar con riesgos mínimos para la salud.

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