CAPÍTULO VI

Sensibilización ante procesos de modernización del riego agrícola, Fuentes de contaminación y huella hídrica para mitigar el cambio climático

Jorge Flores Velázquez*

DOI: https://doi.org/10.52501/cc.064.06

Resumen

La política del riego tiene entre sus objetivos, el desarrollo para el sector agrícola con propuestas tecnológicas en la frontera del conocimiento. El uso sustentable de los recursos ha convertido en una evolución sostenida de técnicas y desarrollos tecnológicos, por ello es de interés la adaptación de tecnologías que contribuya al uso “eficiente” y racionado del agua para uso agrícola. La actualidad hídrica obliga a hacer frente a la creciente demanda de recursos por sectores no agrícolas, así como la alta variabilidad en su disponibilidad potenciado por efecto del cambio y variabilidad climática.

El riego es uno de los insumos que definen el rendimiento de los cultivos, en consecuencia, se requiere analizar su proceso para minimizar los riesgos de fugas y desperdicios, para lo cual es pertinente involucrar usuarios, módulos, distritos de riego y la Conagua como institución que administra el volumen de agua concesionado. Con la implantación de sistemas eficientes de riego se contribuye con el proceso de producción, pero además con el uso eficiente de los recursos como el nexo agua-energía. Un eficiente sistema de riego, su monitoreo y control permite ser preciso en el manejo de los volúmenes de agua requerida por las plantas, así como el momento oportuno de su aplicación.

La finalidad de un proyecto de riego es satisfacer, en el momento adecuado y en la cantidad necesaria, los requerimientos de agua de los cultivos, razón por la cual, para la gestión de una zona de riego es indispensable conocer:

• La estimación del consumo de agua diario de cada cultivo.
• La cuantificación de las necesidades de riego de los cultivos establecidos y a establecer en un futuro.
• La entrega de servicio de riego a los productores.

En los últimos 30 años se están produciendo cambios significativos en los sistemas de riego, transitando de un riego a la oferta, especialmente en modalidades de surcos y melgas, por riegos a la demanda más próximo a las necesidades de la planta, como el riego por goteo y el riego por aspersión. Sin embargo, el servicio de riego no ha evolucionado como lo ha hecho la aplicación del riego parcelario y en muchos casos se han puesto de relieve problemas como la reconversión productiva, medición del agua entregada, estancamiento de la productividad de las zonas bajo riego y un aspecto que no se aborda, la acumulación de materiales plásticos derivada de la modernización del riego y del drenaje agrícola. Las implicaciones no son estrictamente en la actividad misma, sino en los insumos requeridos para la producción de cultivos. Entre los principales aportes a la contaminación, están los relacionados con la producción y degradación de tuberías sobre todo de plástico (PE y PVC) expuestas a la intemperie y provocando emisión de gases de efecto invernadero, así como lixiviación de compuestos químicos utilizados en la fabricación de las mismas. El agotamiento de las fuentes de agua, un problema sobre todo de las extracciones de agua subterránea. Los impactos del riego y drenaje en el medioambiente en consecuencia del cambio del uso del suelo y modificación de sus propiedades. Relacionados con salinidad en los terrenos bajo riego, a pesar de usar agua de calidad, las partículas salinas se van acumulando a largo plazo. Los problemas de eutrofización y contaminación con metales pesados. la modificación de cauces de ríos y por lo tanto de hábitats.

Palabras clave: Impacto ecológico, sector agrícola, mitigación, fuente-sumidero

Introducción

Los recursos hídricos son indispensables para la vida y el desarrollo de un país, de hecho, los problemas asociados con el agua son una creciente preocupación nacional y mundial. Estos problemas tienen repercusiones sociales, económicas y políticas, que se han incrementado en las últimas décadas y se agravan durante los periodos de sequía que azotan a las zonas áridas y semiáridas, generando un desequilibrio entre los recursos disponibles y las demandas de agua para uso agrícola, urbano, ambiental e industrial.

La precaria disponibilidad de agua en las zonas áridas y semiáridas constituye la limitante principal para la producción de granos y para la apertura de nuevas áreas de cultivo. Al incrementarse la población, la competencia por el agua se intensifica, siendo necesarios la conservación y el uso eficiente de este recurso mediante el mejoramiento de métodos e instrumentos, tanto para distribuir y aplicar el agua de riego, como para evaluar y controlar el estado hídrico en la zona de raíces del cultivo.

Existen varios factores que afectan el rendimiento de los cultivos; entre los más importantes relacionados con el riego son:

• Clima
• Variabilidad espacial y temporal de la humedad del suelo
• Especie y variedad cultivada
• Método de aplicación del riego

Un conocimiento de las necesidades de agua de los cultivos no sólo permite un mejor desarrollo para lograr una mayor producción y mejor calidad, sino que contribuye también a ahorrar considerables volúmenes de agua.

A través del tiempo se han desarrollado una gran cantidad de sistemas para la determinación, control y automatización del riego que permiten un consumo de agua más eficiente, sin embargo, hasta ahora ninguno de estos sistemas ha encontrado en la práctica una aceptación considerable. Las razones principalmente se deben a la alta demanda de tiempo, trabajo y capacitación para operar y alimentar datos e información de estos sistemas. Otra razón radica también en que no se tiene suficiente conocimiento sobre los efectos que estos sistemas tienen sobre el consumo de agua y los rendimientos de los cultivos, así como los costos de un sistema de control de riego de este tipo.

La agricultura es la actividad económica que más ha cambiado, de la simpleza con que la naturaleza nutría las plantas, al control y uso artificial de recursos en la época actual, promovida en parte por los fenómenos extremos que impiden hacerlo de manera “tradicional”. En México son incipientes los estudios respecto al impacto que tienen las prácticas en agricultura bajo riego, a pesar del tiempo que lleva el uso de agroquímicos y el drenaje agrícola; esto enmascarado por los beneficios económicos y la necesidad de producción, a pesar de la degradación de los recursos naturales.

Entre la información escrita es posible rescatar el trabajo publicado por Cámara (1994) donde aborda el Impacto de la agricultura sobre la calidad del agua de riego, usando como caso de estudio el valle del Yaqui, Sonora, así como el de López-Ríos y Lechuga-Anaya (2001) y Aguilar y Pérez (2007) en el cual se enfocan en los contaminantes del agua al sur de Sonora y sus perspectivas.

La zona noreste de México puede ser considerada entre las superficies donde mayormente se desarrolla una agricultura, siendo diversas técnicas utilizadas en el manejo y formas de producir, en consecuencia resultan también mayormente afectadas por la aportación de productos y degradación del medio ocasionadas por el indiscriminado uso de insumos principalmente en el fertirriego y para el control de plagas y enfermedades (Pérez-Espejo et al. 2011, Silveira et al. 2016; Lázaro-Vázquez et al. 2018).

El drenaje agrícola ha sido usado como atenuante en la conversión de tierras anegadas no cultivadas (actualmente llamadas humedales) en tierras de cultivo. Se asume que sin drenaje las llanuras aluviales del mundo estarían llenas de grietas y suelos incapaces de retener humedad (Smedema et al. 2000). Sin embargo, no se consideró que entre los beneficios de los humedales se encontraba el almacenamiento de agua (y la consecuente recarga de acuíferos), la atenuación de inundaciones, servían como hábitat para la vida silvestre, capturando sedimentos y mejorando la calidad del agua río abajo (Brunet y Westbrook, 2012).

El drenaje artificial, que en la actualidad incluye zanjas, entubamientos subterráneos con y sin entradas de superficie, afecta el rendimiento hídrico mediante disminuciones permanentes del tiempo de residencia del agua en el perfil del suelo (Schottler et al. 2013); por lo que, en las tierras destinadas a la agricultura, los sistemas de drenaje se han desarrollado principalmente para mejorar la productividad agrícola. Sin embargo, el drenaje agrícola puede tener tanto efectos positivos como negativos, aunque está claro que los sistemas de drenaje no producen contaminación.

El objetivo de este trabajo fue exponer la acumulación de residuos que ocasiona la tecnificación del riego y drenaje, después de que estos como un sistema, han cumplido su función en riego, fertilización y drenaje en las zonas agrícolas, y como esto contribuye en atenuar el cambio climático, donde ya de por si la agricultura es una de las actividades de mayor impacto.

Al exponer los efectos secundarios de la tecnificación del riego y drenaje, se plantean hipótesis de reducción de agentes que deterioran el sector hidro-agrícola por exceso de productos usados en la tecnificación del riego y drenaje, tanto directos (sales y elementos tóxicos) como indirectos (acumulación de plásticos), desde la evaluación de procesos de producción con herramientas como análisis de ciclo de vida (LCA) o huella hídrica (HH) y en consecuencia buscar el equilibrio entre las fuentes (plásticos, fertilizantes) y sumideros (programas de recolección y rehúso).

Contexto teórico

Generación y acumulación de material usados en riego y drenaje

La agricultura es una de las actividades que más impacta en la economía de una nación, por ello la continua innovación en su forma de producir, desde el uso de fertilizantes, riego localizado, mejoramiento genético, acolchados, invernaderos y fábricas de plantas; en todas ellas uno de los factores de mayor transformación es la facultad de proveerle agua a la planta mediante el riego. Otras acciones fueron encaminadas al control de plagas y enfermedades, sin embargo, debido al deterioro ambiental, tuvo que haber reconversión en el uso de estos insumos por métodos más agresivos derivando en la prohibición de sustancias tóxicas. No obstante llevar el agua para el consumo por las plantas es una tecnología que permanece e impacta no solo en la producción de cosechas sino en el equilibrio ambiental.

En general durante los últimos 50 años el uso de técnicas y tecnologías relacionadas con el uso de sistemas de riego, invernaderos y agroquímicos para el control de plagas, enfermedades, malezas y nutrición, han generado volúmenes de desechos, principalmente plásticos que al no haber sido tomada en cuenta su vida útil se han convertido en una fuente de contaminación. Aun sin investigaciones en particular que cuantifiquen los volúmenes de residuos plásticos, se considera un problema importante los desechos del riego y drenaje agrícola.

Con la evolución de la agricultura, han sido utilizadas toneladas de plásticos, sea como envoltura, para transporte o en el mismo uso sistemático de aplicación (Schwab y Fouss 1999), documentaron el uso de dispositivos plásticos para el drenaje agrícola desde 1948 con la introducción del tubo liso de PE (Polietileno) en los Estados Unidos. La primera utilización de tubería de PVC (Cloruro de polivinilo) lisa y rígida en los Países Bajos (1959) y en 1963 se introduce el PVC flexible en Alemania y en 1965 el PE flexible en estados Unidos. Hablando estrictamente del riego como sistema, el PE y PVC son los materiales plásticos mayormente utilizados para condición del agua para riego y drenaje. En adición, se usaron geosintéticos para movimientos de tierras y proyectos geotécnicos: presas, bordos, canales u otras estructuras como parte de un proyecto agrícolas (Blond et al. 2018).

Aunado al mínimo interés en cuantificar los desechos plásticos no se ha desarrollado un enfoque sobre el uso de plásticos en la agricultura, a pesar del uso generalizado en el sector que se estiman superan los 5 millones de toneladas anuales (Mt) (Picuno, 2014), lo que representa un 2 % del total de la producción de plástico. Para el 2018 el consumo había llegado a las 8300 Mt (Roger et al. 2018) lo que implica 166 millones de toneladas de plásticos utilizados en la agricultura. Este impacto representa sólo al final de su vida útil, pero es claro que resta cuantificar el costo ambiental desde su fabricación (Vox et al. 2016), todo junto contribuye en la degradación de la calidad del suelo, agua y aire (Briassoulis et al. 2013).

Los desechos plásticos contienen sustancia, aditivos plásticos y monómeros constitucionales que representan amenazas potenciales en ambientes terrestres porque pueden filtrarse de los sitios de eliminación de desechos, incluso a través del proceso de lixiviación los contaminantes pueden moverse hacia las aguas subterráneas y superficiales; esto se traduce posteriormente en la transferencia de contaminantes del plástico a los organismos vivos, incluido el ser humano (Teuten et al. 2009). Además, existe evidencia de que el PE acumula más contaminantes orgánicos que otros plásticos como el polipropileno (PP) y el PVC, lo que es un agravante si se considera que el PE es el polímero más común, representando el 36 % de la producción total de plásticos no fibrosos (Geyer et al. (2017), pero que además junto con el PP y PVC representan el 69 % del total (el total de producción de plásticos se divide en 7300 Mt para plásticos no fibrosos y los otros 1000 Mt para fibras).

Los plásticos más utilizados producen dos de los principales gases de efecto invernadero, metano y etileno (Roger et al. 2018), cuando se exponen a la radiación solar ambiental; donde, el PE, al ser el polímero sintético más producido y desechado a nivel mundial, es el emisor más prolífico de ambos gases. Mostrando así que los plásticos representan una fuente no reconocida hasta ahora de gases traza, relevantes para el clima y que se espera que aumenten a medida que se produce y acumula más plástico en el medioambiente.

Como menciona Geyer et al. (2017), ninguno de los plásticos de uso común es biodegradable, y por lo tanto se acumulan en vertederos o en el medioambiente natural; y dado que la única forma de eliminar permanentemente los desechos plásticos es mediante un tratamiento térmico destructivo, como la combustión o la pirolisis, la contaminación casi permanente del medioambiente natural con desechos plásticos es una preocupación creciente.

Acumulación de residuos derivados de la tecnificación del riego y drenaje agrícola

Proceso de eutrofización en el tiempo

La eutrofización es un proceso que promueve el crecimiento de las plantas como resultado de la acumulación de nutrientes en cuerpos de agua y que si bien, es un proceso natural lento, se ha visto acelerado por actividades humanas (Khan y Ansari, 2005). Se reconocen tres fuentes principales que dan origen a la eutrofización de los cuerpos de agua naturales provocada por el hombre: a) los detergentes, b) las aguas residuales domésticas y c) los fertilizantes. En cuestiones agrícolas, es conocido que el uso de fertilizantes orgánicos y minerales en la producción intensiva incrementa las concentraciones de nutrientes en las descargas del drenaje. Entre los nutrientes que causan una mayor preocupación destaca el nitrógeno (N) y el fósforo (P) pues un drenaje con estos componentes favorece la eutrofización de masas de agua receptoras (Hoorman et al. 2008).

Una vez aplicado el riego ocurren procesos que no son atendidos mucho menos cuantificados, pero que se han acumulado hasta el punto de convertirse en un deterioro ambiental a escalas locales o nacionales, desde la consecuencia del arrastre de los nutrientes y la consecuente eutrofización (Gužys y Petrokienė, 2006, (Povilaitis et al. 2015), la lixiviación de los nutrientes a través de los sistemas de drenaje, precipitaciones y el consecuente volumen de escurrimiento del drenaje (Richards et al., 2015) hasta la movilización de componentes nitrogenados. En general la lixiviación de nitrógeno hacia el agua subterránea es mínima durante el crecimiento de los cultivos, lo cual se relaciona directamente con una época de alta transpiración y que propicia el movimiento de los nutrientes hacia las plantas (Eugercios et al. 2017), sin embargo, una lixiviación masiva de nitratos una vez iniciada la época de lluvia, transforma una disolución del fertilizante excedente en el terreno. Diversos planteamientos han surgido en torno al ciclo del nitrógeno, lo que pone de manifiesto la propiedad de atender las implicaciones por los volúmenes de agua en el arrastre y lixiviación de los nutrientes, lo que sugiere que riegos en exceso son facilitadores del arrastre de nutrientes, por ejemplo, en el riego por gravedad, una práctica muy extendida en México.

En el caso del P su perdida se asocia con el escurrimiento superficial, debido a la abundancia de nutrientes en los horizontes de los suelos superficiales y al aumento de la erosionabilidad (King et al. 2015). Los trabajos de Sommers et al. (1979), Cooper y Gilliam, (1987); y Stone y Mudroch, (1989) asociaban la mayor parte de pérdida de P con el escurrimiento superficial en campos agrícolas, debido a la absorción de éste con los sedimentos finos, lo que llevaba a pensar que, mediante la instalación de drenaje subterráneo, la cantidad de P y de suelo perdido por escurrimiento superficial se reducía, ya que el volumen de escurrimiento superficial se reducía (Bengtson et al. 1995). Trabajos recientes han comprobado que los drenajes de tuberías perforadas en algunos lugares pueden exportar volúmenes de P similares al del escurrimiento superficial (Madramootoo et al. 2002; Gelbrecht et al., 2005; Reid et al. 2012) quedando de manifiesto el impacto del riego y drenaje.

La textura del suelo es un factor en el proceso de transporte de nutrientes (Povilaitis et al. 2015), se encontraron pérdidas de N de los suelos arenosos al doble de las pérdidas de los suelos francos; mientras que Beauchemin et al. (1998) mostraron que los suelos de textura media y gruesa tienen menos pérdida de P en comparación con los suelos con mayores fracciones de arcilla). Esas investigaciones permiten interpretar que en el caso de suelos de textura gruesa se puede perder menos P que N.

La fertilización y riego en exceso, es el origen de eutrofización, si se estiman las dosis de riego y fertilización, así como drenaje agrícola, no debería existir una afectación a las aguas subterráneas. Sin embargo, el agua proveniente del drenaje agrícola, aunque sea mínimo terminará en un cuerpo de agua, es decir, que sólo se puede culpar a los sistemas de drenaje por un mejor transporte de la contaminación (Akram y Tajik, 2017 citados por Parsinejad y Akram, 2018).

Acumulación de sales en suelos y agua por exceso de riego

La salinización es el proceso mediante el cual la concentración de sales disueltas aumenta debido a procesos naturales o inducidos por el hombre. Inicialmente se asumía que por el uso de un agua de baja calidad durante el riego, se alteraban las propiedades fisicoquímicas del suelo, causando la salinidad del mismo y reduciendo la productividad del cultivo (Salama et al. 1999), aunque esto puede ocurrir aún se use agua de calidad aceptable: la acumulación de sal en la zona de la raíz ocurre durante el ciclo de cultivo debido a la evaporación del agua dejando las sales en la zona de la raíz (Singh, 2018). Es un proceso que integra procesos físicos, durante la temporada de lluvias, la capa freática sube y se acerca a la superficie y debido al anegamiento temporal, la salinidad se reduce; no obstante, después de las lluvias con el comienzo del invierno, el agua se pierde por evaporación y las sales se depositan en la superficie (Bennett et al. 2009).

Desde luego, cuando se entendieron los mecanismos que provocan la salinidad en el suelo, se buscaron las medidas correctivas, proponiendo la construcción de sistemas de drenaje. Entendiendo que el drenaje no sólo era necesario para eliminar el agua y evitar la elevación de la capa freática, sino también para eliminar las sales que evitan la salinización de la zona radicular (Singh, 2018).

La vulnerabilidad de la tierra irrigada a la salinización inducida por el riego ha aumentado, convirtiéndose en un tema clave en la producción agrícola sostenible (Blann et al. 2009); sin embargo, con el afán de encontrar soluciones, no se ha visto el problema de manera global. Es decir, la colocación de los sistemas de drenaje (abiertos o subterráneos) alivian los problemas de anegamiento y salinidad; sin embargo, el agua con sales que se está recogiendo es dirigida en la mayoría de los casos a las corrientes naturales o a algún cuerpo de agua que usualmente se localizan en las partes más bajas. Merchán et al. (2020) realizaron un trabajo para evaluar los efectos del riego en la modificación de la calidad de agua en el Río Cidacos (España) aguas abajo de zonas agrícolas, donde evaluó la salinidad mediante la medición de la conductividad eléctrica (CE), encontrando que esta se modificó significativamente tanto en el río, como en los pozos ubicados dentro de la zona regada.

Jeppesen et al. (2015) presentaron un trabajo sobre los impactos ecológicos del calentamiento global y la extracción de agua en lagos y embalses debido a cambios en el nivel del agua y cambios relacionados en la salinidad. Si bien en este caso se abordaba que la reducción de las precipitaciones netas provocaría un aumento de la salinidad; se concluía que en los lagos de agua dulce, incluso los aumentos relativamente pequeños de los niveles de salinidad podían dar lugar a una reducción de la biodiversidad y la abundancia de la mayoría de los grupos de organismos acuáticos, alterando la estructura trófica y el funcionamiento del ecosistema. Pues bien, en realidad no necesitamos esperar los efectos del cambio climático, ya que desde la actualidad las actividades agrícolas están favoreciendo la salinización de ríos y cuerpos de agua.

Lixiviación de agentes contaminantes

Como mencionamos al inicio, el crecimiento de la población se ha acelerado en los últimos años, lo que obliga al desarrollo de una agricultura intensiva y lo que ello conlleva, es decir, el uso indiscriminado de fertilizantes, herbicidas, insecticidas, fungicidas, y demás compuestos químicos que ayuden a lograr una mejor cosecha. El problema es que existen residuos y sus metabolitos que persisten en las parcelas agrícolas, mismos que son arrastrados o lixiviados a consecuencia de las lluvias o el riego y el drenaje (Primost et al. 2017; Caprile et al. 2017).

Moore et al. (2013) señala que incluso con una aplicación adecuada y un manejo cuidadoso, la posibilidad de lixiviación y desprendimiento de pesticidas en los escurrimientos aún existe después de ciertos eventos de tormenta. Esto significa que el hecho de que exista el riego en las parcelas donde se han aplicado pesticidas, proporciona condiciones que facilitan de una manera más acelerada la remoción y posterior deposición de los mismos en los cuerpos de agua, siendo en parte responsables del daño ocasionado; pues se está contribuyendo a la contaminación y toxicidad de las aguas superficiales.

El trabajo que presentaron Werner et al. (2010) se centraba en evaluar el potencial de las zanjas de drenaje con vegetación para mitigar el impacto de la toxicidad producida por los escurrimientos del riego agrícola en los ecosistemas acuáticos aguas abajo; sin embargo, sus resultados indicaron que el paso del drenaje agrícola a través de una zanja con vegetación de aproximadamente 400m solo redujo la toxicidad en aproximadamente un 15%, lo que significa que no se pudo eliminar el riesgo que implicaba el drenaje para los ecosistemas acuáticos. Además, otros estudios han indicado que los organismos acuáticos, especialmente los insectos, crustáceos y peces, son altamente sensibles a los químicos utilizados para el control de plagas (Rasmussen, et al. 2013; Antwi y Reddy, 2015).

Otro aspecto de suma importancia es la contaminación por metales pesados, este proceso que sucede inicialmente en suelos agrícolas, puede plantear problemas ambientales a largo plazo, sin descartar las implicaciones para la salud (Habibollahi et al. 2018). Aunque Meers et al. (2010) sugiere que los riesgos que implica la movilización de los metales pesados dependen en buena medida de las vías que sigan, ya sea suelo-planta o suelo-agua; lo cierto es que en cualquiera de los dos casos el ser humano es el mayor afectado, sin embargo, en el caso del movimiento de los metales por la vía agua-suelo implica que primero habrá una afectación de los cuerpos de agua con su consecuente impacto en los ecosistemas acuáticos.

Entre las fuentes de contaminación por metales pesados, en el caso de la agricultura se puede mencionar tres: fertilizantes, pesticidas y uso de aguas residuales como fuente de riego (Mahar et al. 2016); tanto en fertilizantes como en pesticidas, la participación del riego y drenaje es indirecta, pues no son la fuente de contaminación, pero sí el medio de dispersión. Sin embargo, en el caso del uso de aguas residuales, el riego claramente se convierte en la fuente de contaminación, el problema de la reutilización de las aguas residuales urbanas recuperadas ha surgido en los últimos años debido a la existencia de una fuerte competencia por los recursos hídricos (Pereira et al. 2011).

Un estudio presentado por Zhao et al. (2016) mostró que la forma de riego afecta la movilidad de los metales, encontrando que cuando se utilizaban sistemas de riego ahorradores, los metales persistían en el suelo en comparación con los riegos por inundación donde el exceso de agua facilitaba la remoción de los metales. Además, el trabajo de Acosta et al. (2011), encontró que la salinidad inducida por cloruros, sodio y fosfatos promovían una mayor liberación y movilidad de metales pesados como el cobre, cadmio, plomo y zinc (Cu, Cd, Pb y Zn, respectivamente); ya establecimos anteriormente que el riego puede ser una fuente de salinidad y por lo tanto también una fuente potencial que propicia la movilidad de los metales pesados.

Los metales pesados difieren de los contaminantes orgánicos, debido que existe la posibilidad de que éstos se degraden a componentes menos dañinos a través de una serie de procesos bioquímicos, mientras que los metales pueden continuar acumulándose en suelos y cuerpos de agua como ríos y lagos debido a que no se pueden degradar en la naturaleza (Zhao et al. 2016)

Alteración de rutas de escurrimiento

Decir que el riego y drenaje agrícola impacta directamente en el comportamiento de los ríos no es común de escuchar, sin embargo, la investigación que presentó Schottler et al. (2013) en 21 cuencas de Minnesota estudiadas por los últimos 70 años indica que en varias cuencas hidrográficas el flujo del río ha aumentado de manera importante, y el aumento no es proporcional a los cambios estacionales en la precipitación.

El mayor impacto del drenaje artificial en el balance hidrológico ocurre por la reducción de las pérdidas de evapotranspiración, pues reduce la cantidad de tiempo que el agua permanece en el paisaje; convirtiéndose así en un importante impulsor del aumento del flujo del río. Es decir, la precipitación que anteriormente se perdía por evapotranspiración, ahora se transporta a los ríos; lo que ha ocasionado aumentos significativos en el ancho de su cauce (10 a 40 %); en otras palabras, la instalación de drenaje artificial ha creado ríos más erosivos.

El problema no sólo es la modificación del cauce, sino que la carga de sedimentos (ocasionada por la erosión durante el ensanchamiento) representa un problema grave para los ríos, pues al existir una alteración de la geomorfología se degrada el hábitat y valor recreativo, provoca una mayor turbidez e impactan negativamente las aguas superficiales aguas abajo (Lenhart et al. 2009; Brierley et al. 2010)

Beneficio del riego y reducción de fuentes de agua

El riego es básico para la producción de cosechas, sin embargo el crecimiento poblacional ha generado un desequilibrio entre la disponibilidad y requerimientos de agua en términos de cantidad disponible por unidad de tiempo (Pimentel et. al. 2004), en consecuencia, el desarrollo agrícola ha ocasionado el agotamiento de ríos y aguas subterráneas. Para medir la apropiación humana de los recursos de agua dulce del planeta, en el año 2002 se introdujo el concepto de huella hídrica, que representa el volumen real de agua dulce involucrado en la producción de bienes y servicios o en una actividad específica (Hoekstra, 2009). El enfoque en el agua dulce es importante porque el agua dulce es escasa; el volumen de agua dulce en la tierra representa sólo el 2.5 % de la cantidad total de agua en la tierra (Gleick, 1993; Hoekstra, 2009).

Mekonnen y Hoekstra (2011) presentaron la huella hídrica media mundial para 126 cultivos, de los cuales se presentan los datos para los 10 cultivos principales en México, de acuerdo con su volumen de producción bajo riego reportado por el Servicio de Información Agroalimentaria y Pesquera (SIAP) para el año 2018: papa (287 m³ton^-1), naranja (560 m³ton^-1), cebolla (345 m³ton^-1), chile verde (379 m³ton^-1), trigo (1827 m³ton^-1), jitomate (214 m³ton^-1), pastos (253 m³ton^-1), maíz (1222 m³ton^-1), alfalfa (sin datos) y caña de azúcar (210 m³ton^-1). Estos números nos dan una idea de la gran cantidad de agua empleada en la agricultura; por ejemplo, en el caso de maíz el volumen de producción bajo riego en 2018 fue de 28.34 millones de toneladas, lo que implica un volumen total de 34.64 mil millones de metros cúbicos.

Si se enfatiza que las zonas donde predomina el cultivo bajo riego no son precisamente donde existe la mayor disponibilidad de los recursos hídricos; podemos darnos una idea del enorme problema hacia el que estamos avanzando. Con respecto al agua subterránea, para finales del año 2017, la Comisión Nacional del Agua (Conagua) reportaba 105 acuíferos sobreexplotados de un total de 653 y aunque pareciera que todavía no es tan drástico, hay que señalar que muchos de los acuíferos que no presentan problema es precisamente porque se ubican en zonas donde no hay agricultura bajo riego (Conagua, 2018).

En relación las aguas superficiales, Conagua indica la existencia de más de 5 mil presas y bordos en México, haciendo énfasis en que solo se cuentan con estadísticas de 180 presas y no se tiene un registro completo de los bordos existentes. Aunque la construcción de presas y bordos es uno de los enfoques más comunes para satisfacer la demanda de agua y aliviar su escasez, este enfoque afecta gravemente los ecosistemas fluviales; el impacto más directo de las actividades humanas en los ríos, por ejemplo, la regulación del río puede conducir a la degradación de los ecosistemas ribereños como parte de la alteración hidrológica (Ren et al. 2019), razón por la cual, en la actualidad, los ecosistemas fluviales desde la perspectiva de la gestión de los recursos hídricos enfatizan la necesidad de satisfacer el llamado flujo ecológico o ambiental, diseñado para la protección de los ecosistemas fluviales (Arthington et al. 2018).

Huella hídrica y colores del agua

La situación actual pone de relieve la necesidad de contar con herramientas metodológicas e instrumentos para la medición y gestión del agua que abarque de manera integral los sectores donde se usa, pero además se requiere conocer el origen, conceptualmente superficial, subterránea, agua de lluvia, etc. Conocer el origen del recurso hídrico se propone como parámetro para establecer un equilibrio entre la fuente-sumidero, con lo cual se acerca al nuevo marco conceptual de sostenibilidad, sustentabilidad y cambio climático.

Originalmente el concepto fue definido por la Universidad de Twente y ha pretendido expandirse en diversos sectores productivos con relativa frecuencia. La metodología puede ser usada a diferente escala y permite conocer el volumen de agua con cierta calidad utilizada durante una cadena productiva, hasta la consecución de un producto. A pesar de la relativa claridad del concepto, aún tiene criticas respecto al inicio o fin de un producto, y hay quien considera subjetiva “la cadena productiva”. No obstante, la diferenciación de colores del agua por tipo de fuente, sobre todo en el sector agrícola, aporta información relevante que puede ser básica para establecer límites si se pretende establecer equilibrio entre las fuentes (presas, agua subterránea) y sumidero (riego, recargas subterráneas) (Hoekstra, 2009).

Agua verde, azul o gris, se refiere al tipo de origen de donde viene el agua y que será usada en un proceso. Hablando del sector agrícola, para la producción de cosechas, el cultivo usa agua verde que se refiere al agua de lluvia almacenada en el suelo en forma de humedad y que es absorbida por la planta, la cual a su vez se convierte en uso consuntivo, ya que es evapotranspirada por la misma. En ocasiones también puede usar agua azul, que es el agua que proviene de los cuerpos de agua, sea superficial o subterránea, es el agua de riego en sí. Finalmente, el agua gris, que se refiere al volumen de agua dulce requerida para asimilar una carga de contaminantes; esta forma de agua, aun en la actualidad no se cuantifica en el proceso de producción, pero derivado del agotamiento y sequías, es uno de los mayores volúmenes de agua usados en el sector agrícola.

El cálculo de la huella hídrica expresa la cantidad de agua utilizada por unidad de producto, es decir volumen (m3) sobre rendimiento, generalmente en Kg. La huella Hídrica puede integrar los tres tipos de agua, o se puede discretizar por color, lo que a su vez implica conocer el volumen de agua usada por tipo de fuente, humedad del suelo, superficial o subterránea y más allá de estos volúmenes el agua que se contamina para la generación de ese producto. Esto puede ser por el uso de productos inorgánicos, plásticos, compuestos químicos y en procesos de post cosecha. Algunos cultivos básicos con huella hídrica mayor son: el café, el té, la cocoa, el tabaco, las especias, las nueces, el caucho y las fibras. El trigo y el arroz tienen las huellas Hídricas azules mayores y juntos representan el 45 % de la huella hídrica azul mundial. A nivel de países, la huella hídrica total fue mayor en la India, en segundo lugar China y en tercer lugar los Estados Unidos (Mekonnen y Hoekstra, 2011).

Análisis y perspectivas

Economía circular, huella ecológica, análisis de ciclo de vida y huella hídrica (HH), son sólo algunas de las herramientas metodológicas en proceso de constituirse como viables en el uso eficiente del agua. El concepto de huella hídrica considera una serie de indicadores que “miden” el uso del agua de un proceso, un producto o una región atendiendo las fuentes hídricas para transformar un producto (Hoekstra, 2003). Con la evolución de su aplicación al sector productivo, también ha sido usado para medir el impacto de las actividades antropogénicas cuando los recursos hídricos son utilizados para la producción de cultivos.

El cuadro 1 resume de entre los Objetivos del Desarrollo Sustentable (ODS) aquellos en los cuales se contempla el tema de los desechos de la tecnificación del riego, como un tema central en favor de una agricultura sostenible respetuosa con el medio.

• Cuadro 1. Relación entre la cuantificación de productos derivados de la tecnificación del riego y drenaje con los ODS (CEPAL, 2018). Entre los objetivos del desarrollo, destaca por ejemplo el objetivo 2 y el 15, donde se menciona la promoción de una agricultura sostenible y el ecosistema en general, deteniendo y revirtiendo la degradación de las tierras, acciones que están intrínsecamente relacionados con lo tratado en esta redacción. Los objetivos 6 y 12 son aún más específicos, al considerar de manera tacita indicadores para su atención el cambio en el uso eficiente de los recursos en el tiempo (6.4.1) y la extracción de agua dulce en relación con la disponible (6.4.2) y finalmente el reciclado de material (12.15.1), entre el cual como se ha documentado en este trabajo, en el sector agrícola tiene un área de oportunidad virgen por atender.

Objetivos y metas (de la Agenda 2030 para el Desarrollo Sostenible) indicadores.	Indicadores.
Objetivo 2. Poner fin al hambre, lograr la seguridad alimentaria y la mejora de la nutrición y promover la agricultura sostenible
2.3 De aquí a 2030, duplicar la productividad agrícola y los ingresos de los productores de alimentos en pequeña escala.	2.3.1 Volumen de producción por unidad de trabajo.
2.4 De aquí a 2030, asegurar la sostenibilidad de los sistemas de producción de alimentos y aplicar prácticas agrícolas resilientes que aumenten la productividad y la producción, contribuyan al mantenimiento de los ecosistemas.	2.4.1 Proporción de la superficie agrícola en que se practica una agricultura productiva y sostenible.
Objetivo 6. Garantizar la disponibilidad y la gestión sostenible del agua y el saneamiento para todos
6.4 De aquí a 2030, aumentar considerablemente el uso eficiente de los recursos hídricos en todos los sectores y asegurar la sostenibilidad de la extracción y el abastecimiento de agua dulce para hacer frente a la escasez de agua y reducir considerablemente el número de personas que sufren falta de agua.	6.4.1 Cambio en el uso eficiente de los recursos hídricos con el paso del tiempo. 6.4.2 Nivel de estrés hídrico: extracción de agua dulce en proporción a los recursos de agua dulce disponibles.
Objetivo 12. Garantizar modalidades de consumo y producción sostenibles
12.4 De aquí a 2020, lograr la gestión ecológicamente racional de los productos químicos y de todos los desechos a lo largo de su ciclo de vida, de conformidad con los marcos internacionales convenidos, y reducir significativamente su liberación a la atmósfera, el agua y el suelo a fin de minimizar sus efectos adversos en la salud humana y el medioambiente	12.5.1 Tasa nacional de reciclado, en toneladas de material reciclado.
12.5 De aquí a 2030, reducir considerablemente la generación de desechos mediante actividades de prevención, reducción, reciclado y reutilización.
Objetivo 15. Proteger, restablecer y promover el uso sostenible de los ecosistemas terrestres, gestionar sosteniblemente los bosques, luchar contra la desertificación, detener e invertir la degradación de las tierras y detener la pérdida de biodiversidad
15.1 De aquí a 2020, asegurar la conservación, el restablecimiento y el uso sostenible de los ecosistemas terrestres y los ecosistemas interiores de agua dulce y sus servicios, en particular los bosques, los humedales, las montañas y las zonas áridas, en consonancia con las obligaciones contraídas en virtud de acuerdos internacionales.	15.1.2 Proporción de lugares importantes para la biodiversidad terrestre y del agua dulce incluidos en zonas protegidas, desglosada por tipo de ecosistema.

Fuente: Adaptado de ONU. ODS.

Con la necesidad de alimentar la creciente población, durante los últimos 60 años surgieron técnicas y tecnologías dirigidas a obtener mayor volumen de cosechas; quizá en aquel momento no se contempló la consecuencia de una agricultura intensiva, cambios de uso de suelo, apertura de zonas de cultivo con el correspondiente uso indiscriminado de insumos, agua, fertilizantes, pesticidas y herbicidas. Consecuencias de esos desarrollos están a la vista, pero no están siendo cuantificados, teniendo en ello una meta en el corto plazo, cumpliendo así con el objetivo hipótesis planteadas al inicio de este trabajo.

Conclusiones

La tecnificación del riego en el sector agrícola trajo solución a los requerimientos de producir alimento para una población creciente, al incrementar la productividad del agua y de la tierra y el uso eficiente de los recursos: agua, suelo, energía. No obstante, en la actualidad se ha llegado a las fronteras de recursos y productividad; prácticamente la tierra cultivable está ocupada, y la productividad, ya no es factible de incrementarse. Con este panorama, se buscan técnicas dirigidas a mantener rendimientos con el mínimo uso de recursos, En los ODS se incluyen indicadores que literalmente tiene que ver con el uso equilibrado del recurso agua, la sostenibilidad de ecosistemas y el reciclaje de desechos producto de la tecnificación del riego y drenaje. En este trabajo, se han encontrado fuentes de contaminación no propiamente en el proceso de producción, sino en los procesos colaterales, con los volúmenes de desechos plásticos y la consecuencia del uso en exceso de recursos, es información útil para hablar en perspectiva y dar prioridad al uso de agua dulce manteniendo el equilibrio del recurso. Incluir campañas de recogida, rehúso o reciclaje de materiales de desecho y llevar el seguimiento estricto en el cambio de uso del suelo, son sólo por mencionar actividades dirigidas a consolidar los objetivos del desarrollo sustentable.

Conocer las fuentes de contaminación abre la posibilidad de su tratamiento y mitigación, en ese sentido se han mostrado aspectos más allá del proceso de producción que generan contaminantes al medio y que contribuyen en el deterioro ambiental. Pero también, pueden ser considerados como fuentes de información útiles en el proceso de adaptación ante los escenarios y problemas del siglo.

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