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Boletín de Dinámica de Sistemas

Análisis de la huella hídrica para el cultivo del tabaco

Basado en un modelo de simulación con Vensim

Verónica Lisbeth Ruiz Gómez
verolisrg@gmail.com



En los últimos años, los problemas del agua han sido objeto de una preocupación y un debate crecientes en el plano internacional. Del 26 al 31 de enero de 1992 tuvo lugar en Dublín (Irlanda) la Conferencia Internacional sobre el Agua y el Medio Ambiente (ICWE), patrocinada por el sistema de las Naciones Unidas. Dicha Conferencia destacó la necesidad de métodos innovadores para evaluar, desarrollar y manejar los recursos de agua dulce, y ofreció asesoramiento normativo para la Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Medio Ambiente y el Desarrollo (CNUMAD), celebrada en Río de Janeiro en junio de 1992. La CNUMAD, a su vez, puso de relieve la necesidad de reformar los sectores de los recursos hídricos en todo el mundo (FAO, 1993).

Por otra parte, el aumento de la demanda de agua destinada al cultivo de alimentos y otros productos agrícolas, junto a las necesidades de agua de la industria y las poblaciones urbanas y rurales ha llevado a una creciente escasez de agua dulce en muchas partes del mundo (Hoekstra et al., 2012). En Nicaragua la disponibilidad del agua es suficiente para cubrir la demanda existente, sin embargo en la actualidad hay escasez de agua en muchos lugares del país, lo que se puede atribuir a una gestión inadecuada del recurso y sobre explotación del acuífero para uso agrícola, en especial en la estación seca (MARENA, 2008).

Según (FAO, 2016), la extracción del agua en Nicaragua es de 1,545 millones de m3 en el 2011, destacando el sector agrícola con una extracción de 1.185 m3, equivalente al 71 %, seguidamente la población con un 19 %, industria el 5 % y la ganadería un 5%. La superficie potencial de riego teniendo en cuenta el territorio llano se estima en alrededor de 1.2 millones de ha. En el departamento de Estelí el potencial máximo de riego es de 3,194 ha ubicadas en el municipio de Jalapa. Se estima para el cultivo del tabaco una superficie equipadas para el riego de 1,880 ha, sin embargo se desconocen las superficies asignadas a cada técnica de riego para los cultivos de banano, plátano, tabaco y caña de azúcar.

Hay poca información sobre la huella hídrica en cultivos de tabaco; (Brito, 2015) presenta los primeros resultados relacionados a la aplicación del concepto de Huella hídrica como indicador de procesos de “acaparamiento” de agua dulce por parte de actividades agrícolas intensivas. El concepto de acaparamiento de agua hace alusión a situaciones en las que diversos actores son capaces de tomar el control del recurso y reasignarlo para su propio beneficio en detrimento de los intereses de las comunidades locales (Metha et al., 2012).

La huella hídrica es un indicador que define el volumen total de agua dulce usado para producir los bienes y servicios producidos por una empresa, o consumidos por un individuo o comunidad. Mide en el volumen de agua consumida, evaporada o contaminada a lo largo de la cadena de suministro, ya sea por unidad de tiempo para individuos y comunidades, o por unidad producida para una empresa.

Los componentes principales de la huella hídrica son agua Azul: volumen de agua dulce extraída de un cuerpo de agua superficial o subterránea y que es evaporada en el proceso productivo, es un indicador del uso consuntivo agua Verde: volumen de agua de precipitación que es evaporada o transpirada a través de las plantas, agua Gris: volumen de agua dulce que se requiere para asimilar la carga de contaminantes sobre la base de las concentraciones naturales y los estándares de calidad. Se reconoce que el tamaño de la contaminación del agua puede expresarse en términos del volumen de agua que se requiere para diluir los contaminantes de manera que se vuelvan inofensivo (Hoekstra et al., 2011).

Por tal razón se hace necesario cuantificar la huella hídrica utilizada en el cultivo del tabaco para gestionar el recurso y proponer medidas de adaptación de cara al cambio climático global.

Análisis de la huella hídrica para el cultivo del tabaco

Se estimaron las HA azul, verde y gris para el proceso de producción de tabaco utilizando el método desarrollado en el Water Footprint Assessment Manual (Hoekstra et al., 2011). La HA es un indicador multidimensional que muestra los volúmenes de consumo de agua por fuentes (agua azul y verde) y también los volúmenes de contaminación (agua gris) y cuyos componentes de HA total (azul, verde y gris) pueden ser especificados espacial y temporalmente.

Para realizar el cálculo de la HA total (m3/tn) del proceso de producción del tabaco se calcula como la suma de las componentes verde, azul y gris (Hoekstra et al., 2011).

HATotal= HAverde + HAazul + HAgrism

Para el cálculo de los tipos de HA del proceso de producción de un cultivo, se hace necesario estimar el requerimiento de agua del cultivo (RAC), que surge de la estimación de los volúmenes de agua (lluvia o riego) necesarios para cubrir la evapotranspiración del mismo. Para la realización de los cálculos de RAC se utilizó el software CROPWAT 8.0, desarrollado por la Food and Agriculture Organization (FAO), utilizando la estimación del requerimiento de agua del cultivo (RAC), el cual asume condiciones óptimas. En este caso el software calcula el RAC en base a las necesidades de agua de los cultivos durante toda la fase del periodo de producción (bajo las condiciones climáticas locales) y la precipitación efectiva.

Se inicia calculando la evapotranspiración de referencia (ETo), utilizando el método de Penman-Monteith, las variables meteorológicas utilizadas fuero: temperatura, humedad, viento y radiación solar. La ETo es utilizada para el cálculo de la evapotranspiración del cultivo (ETc) en mm/día, según las diferentes etapas de crecimiento, definidas por el Coeficiente de cultivo (Kc).

ETc= ETo x Kc

Si no existen limitaciones de agua para el cultivo (condiciones óptimas de lluvia y/o riego), la ETc del cultivo será igual a RAC. La precipitación efectiva (PE), definida como la parte de la precipitación retenida en el suelo y disponible para el aprovechamiento de la planta es calculada por CROPWAT utilizando el método de la USDA (United States Department of Agriculture). La diferencia entre el ETc y la PE determinará los requerimientos de agua (RAC) verde y azul del proceso de producción del cultivo, siendo que si ETc < PE entonces ETc = RACverde (la lluvia satisface toda la evapotranspiración de la planta), mientras que si ETc > PE entonces PE = RACverde y ETc – PE = RACazul.

El valor final de RACverde y RACazul resulta de la sumatoria de los datos entregados por el programa (en decadías) para el período de crecimiento del cultivo (L), expresado en términos de volumen por hectárea mediante la multiplicación por un factor igual a 10. El cálculo de HA azul (m3/ton) y verde (m3/ton) dependerá del rendimiento (R: ton/m2) del cultivo para el periodo estudiado.

El cálculo de la HA gris, se asume que existe una relación directa entre el uso de fertilizantes químicos y la consiguiente contaminación difusa del medio local debido al consumo de estos productos. Se utilizó el nitrógeno como parámetro de control (Mekonnen y Hoekstra, 2011; Rodriguez et al., 2015), tomándose como valor límite permitido de nitratos en el agua para consumo humano el establecido por la normas técnicas obligatorias nicaragüense (NTON 09 003-99 (25 mg NO3/L). Este valor permite estimar el volumen de agua necesario para diluir los retornos de agua contaminada al ambiente. De esta forma, el H gris resulta del producto entre la fracción de lixiviación y escorrentía (a: 10 %) y la cantidad aplicada de fertilizantes en kg/ha (AR: 75 kg/ha), dividido por la diferencia entre el límite de volcamiento para nitrógeno (Cmax: 15 mg/l) y la concentración de referencia de un cuerpo de agua receptor (Cnat: 0.3 mg/l). El valor final dependerá del rendimiento del cultivo.

(*) Puede solicitar información más detallada de este trabajo al autor


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