17 Nov Escasez de agua en España: influencia del clima y del cambio climático
CAMBIO CLIMÁTICO
Escasez de agua en España: influencia del clima y del cambio climático
La escasez de agua en España es un fenómeno natural asociado al clima y por tanto variable geográficamente. Los autores evalúan el déficit hídrico climático en las cuencas de drenaje utilizando un indicador climático riguroso derivado de modelos hidrológicos. Por primera vez, se cuantifican y mapean las tendencias geográficas de déficit de agua climático en nuestro país. El déficit muestra un rango de variación de más de 20 veces, y se traduce en numerosas diferencias ecológicas a escala de cuencas y paisaje. Son resultados del proyecto CLIMVAC, fruto de la colaboración de la Fundación Matrix con la Universidad Politécnica de Madrid y la Universidad de Vigo. Revelan, además, un aumento relevante de la escasez de agua en la mayor parte del territorio nacional en los últimos 30 años, aunque en algunas partes es un cambio insignificante o se reduce la escasez. Disponer de este conocimiento es útil para la adaptación al cambio climático, la planificación hidrológica y la gestión del agua como recurso. Gracias al visor cartográfico, cualquiera puede conocer la variación geográfica del déficit hídrico y por el cambio climático reciente con un solo clic.
La escasez natural de agua expresa una menor disponibilidad de este recurso por causas climáticas, independiente de la demanda por la población o de su capacidad de gestión. El clima es determinante principal de las condiciones ambientales que regulan la abundancia o disponibilidad de agua en cualquier área geográfica. En un clima tropical con muchas lluvias de distribución regular no existe déficit de agua o es muy escaso. Tampoco falta el agua incluso con pocas lluvias cuando el clima es muy frío. En cambio, el déficit hídrico es extremadamente alto bajo el clima propio de un desierto cálido como el Sáhara.
En la actualidad, en España se está revisando los planes hidrológicos de cuencas de segundo ciclo (2015-2021) actualmente vigentes, que darán lugar a unos nuevos planes para el tercer ciclo (2021-2027). Según el Texto Refundido de la Ley de Aguas (Real Decreto Legislativo 1/2001), entre los objetivos generales de la planificación hidrológica señala satisfacer las demandas de agua armonizando el desarrollo regional y sectorial “incrementando las disponibilidades del recurso, protegiendo su calidad, economizando su empleo y racionalizando sus usos en armonía con el medio ambiente y los demás recursos naturales”.
Nos interesa conocer la variación geográfica natural del grado de escasez o déficit hídrico climático en las cuencas hidrográficas de España. Es un indicador clave que define el escenario territorial de la demanda de agua de la vegetación natural, los cultivos agrícolas o los usos para abastecimiento de la población o la industria, entre otros.
Por otra parte, las variaciones en la temperatura y las precipitaciones por el cambio climático pueden alterar el ciclo del agua en un territorio. Evaluar la influencia del cambio climático sobre el déficit hídrico natural es muy relevante para la adaptación. Por eso interesa conocer el signo y la magnitud de la variación del déficit hídrico reciente en diferentes territorios de España.
No hay que confundir la escasez de agua climática, una realidad estructural, inherente a un territorio, con la escasez de agua meteorológica o hidrológica denominada sequía, una realidad coyuntural o episódica, con frecuencia irregular. La sequía estacional, como la propia del verano del clima mediterráneo, es un déficit hídrico con frecuencia regular y, por tanto, un componente del déficit hídrico climático. La Fundación Matrix ya ha examinado el cambio en la frecuencia, duración e intensidad de las sequías en España en las últimas décadas.
Unidades territoriales
La Directiva Marco del Agua (DMA) es una normativa europea que representa un hito en la gestión de los recursos hídricos. Nace para proteger las aguas con criterios homogéneos y asegurar el abastecimiento sostenible de este recurso en un contexto de demanda creciente.
La DMA, incorporada a la legislación nacional modificando la citada Ley de Aguas (Ley 62/2003), define una cuenca hidrográfica o de drenaje como un territorio cuya escorrentía superficial total –es decir, el agua de lluvia que escurre por acción de la gravedad según la pendiente del terreno sin infiltrarse en el suelo– fluye a través de arroyos y ríos hacia el mar por una única desembocadura, o bien permanece en ella porque el relieve generalmente impide su salida fluvial (cuenca endorreica). Por tanto, estas cuencas son unidades territoriales con límites naturales, y la DMA las considera indivisibles como unidades de gestión del agua.
La DMA reconoce en España un total de 179 unidades territoriales de cuatro tipos (Figura 1). En primer lugar, las extensas cuencas de los ríos principales, como Duero, Tajo, Guadiana, Guadalquivir y Ebro –con una superficie entre 50.000 y 100.000 km2–, y un conjunto numeroso de cuencas de tamaño intermedio o pequeñas, de ríos que desembocan en el océano Atlántico como las del Bidasoa, Sella o Miño, y otras en el mar Mediterráneo, como las cuencas de los ríos Júcar y Llobregat, entre otras. En total, 58 cuencas.
En segundo lugar, define ocho cuencas endorreicas, como la de Gallocanta. Ésta es una depresión de alrededor de 550 km2 situada a unos 1.000 m de altitud snm entre las provincias de Zaragoza y Teruel, e incluye la Reserva Natural Laguna de Gallocanta. Otra cuenca endorreica es la de Fuente de Piedra, situada en una depresión de 150 km2 al norte de la provincia de Málaga, en la divisoria de aguas entre las cuencas del Guadalquivir y del Guadalhorce. Esta cuenca contiene la Reserva Natural Laguna de Fuente de Piedra, cuya laguna de 13 km2 es la de mayor superficie de Andalucía y un humedal de prestigio internacional por albergar la mayor colonia de flamencos comunes de la Península Ibérica.
Otras 102 unidades territoriales definidas en la DMA corresponden a territorios de una superficie relativamente pequeña y con una red de drenaje en varios puntos de desembocadura. Están situados entre otras cuencas hidrográficas, como el territorio barcelonés entre los ríos Llobregat y Besós, o el guipuzcoano ubicado entre los ríos Bidasoa y Urumea, que incluye los ríos Jaizubia y Oiartzun.
Finalmente, la DMA identifica 11 unidades singulares adicionales constituidas por las islas principales de Baleares y Canarias.
Medida del déficit hídrico climático
Los modelos hidrológicos constituyen herramientas fundamentales para planificar y gestionar los recursos hídricos. Estos modelos matemáticos suministran estimaciones de variables hidrológicas útiles para evaluar su variabilidad espacio-temporal y la influencia del cambio climático. En esta investigación se usan datos espaciales generados por el modelo SIMPA desarrollado por el CEDEX a partir de datos meteorológicos de la Agencia Española de Meteorología (AEMET).
Este modelo genera la información básica para evaluar los recursos hídricos en régimen natural usada en la planificación hidrológica en España. Se han considerado dos periodos consecutivos definidos por ‘años hidrológicos’ (octubre a septiembre): 1959/60 a 1988/89 (periodo anterior: 1959-1989) y 1989/90 a 2018/19 (periodo actual: 1989-2019). La diferencia entre estos periodos de 30 años, duración coincidente con el periodo de una ‘normal climática’ según recomienda la Organización Meteorológica Mundial, permite evaluar la influencia del cambio climático.
Para cada cuenca y el resto de unidades territoriales, y en cada periodo, se ha estimado el valor promedio espacial de dos variables climáticas: la evapotranspiración potencial anual (ETP) y la evapotranspiración real anual (ETR).
La ETP estima la cantidad máxima de agua que se pierde por evaporación directa desde el suelo y otras superficies y por la transpiración de la vegetación considerando que no existe limitación del agua (humedad del suelo); depende de la radiación solar, temperatura del aire, humedad atmosférica y velocidad del viento. En cambio, la ETR estima la cantidad real de agua que se pierde por evaporación y transpiración considerando que existe limitación del agua; por tanto, está condicionada fundamentalmente por la precipitación y el tipo de vegetación, además de las otras variables climáticas mencionadas. ETR siempre es menor que ETP.
La ETR, a veces se denomina ‘agua verde’. Es la demanda natural de agua que permite el clima y no está disponible para otros usos humanos directos. Es el flujo de agua asociado a la intercepción y otros procesos ecológicos naturales, como la utilización del agua por la vegetación, y excluye el flujo de agua de lluvia que se infiltra en el suelo o es escorrentía superficial.
Las variables ETP y ETR miden los flujos de agua hacia la atmósfera en milímetros al año (mm/año). Así, un valor promedio de 100 mm/año equivale a un flujo promedio de 100 litros por metro cuadrado cada año en toda la superficie de una unidad territorial.
¿Cómo se estima el déficit hídrico climático anual (DHC) en una unidad territorial? Muy sencillo, DHC = ETP – ETR. Es un indicador relevante, aplicable a varias escalas geográficas y fácil de interpretar, definido en 1988 por el ecólogo Natham Stephenson. DCH mide la escasez climática de agua, la demanda evaporativa de agua que excede aquella efectivamente disponible para este flujo hacia la atmósfera. En otras palabras, si no existe escasez o déficit hídrico en un territorio es que no existe limitación hídrica por el clima y el flujo de ‘agua verde’ es el máximo posible. Si DHC adquiere valores bajos, por ejemplo menores de 100 mm/año, existe una pequeña escasez de agua (se evapora algo menos agua del posible). Sin embargo, a medida que crece el valor de DHC, aumenta el grado de escasez de agua (se evapora mucho menos agua del posible).
Conocer el valor de DHC de las unidades territoriales en cada periodo permite evaluar su variación geográfica, como se aprecia en los mapas del visor cartográfico adjunto. Por otra parte, la diferencia de DHC entre los periodos 1959-1989 y 1989-2019 permite estimar el efecto del cambio climático (los mapas del visor representan la variación absoluta y relativa acontecida).
INTERACTIVO – Visor cartográfico: visualizar el mapa pulsando el botón de pantalla completa
Variación geográfica del déficit hídrico
Todas las unidades territoriales definidas en España muestran un valor positivo de DCH (ver mapas del visor). Esto quiere decir que, a escala anual, en todas ellas se puede evaporar potencialmente más agua del disponible para este flujo.
Sin embargo, existen contrastes geográficos muy acusados. Siete unidades del norte, de clima oceánico hiperhúmedo, presentan una escasez muy baja de agua, un DCH menor de 75 mm/año en el periodo 1989-2019. Por ejemplo, la cuenca del río Tambre, con más de 1.500 km2 íntegramente en la provincia de A Coruña, y la cuenca del río Urumea, en los territorios de Navarra y Guipúzcoa, de unos 280 km2. Existe un gradiente geográfico de aumento del DHC desde el norte y noroeste hacia el sur y sureste peninsular. El DHC en la cuenca del Miño es 246 mm/año. Así, se observa en el DHC de las cuencas de clima mediterráneo: Duero es 459 mm/año, Tajo es 633 mm/año, Guadiana es 721 mm/año, Guadalquivir es 744 mm/año y Segura es 766 mm/año. El DHC de la cuenca del río Segura es el triple que el de las cuencas del río Miño.
La cuenca de la Rambla del Albujón, ubicada en la comarca murciana de Campo de Cartagena y cuyo clima mediterráneo es cálido y semiárido, es la cuenca peninsular con un DHC más extremo (en España Peninsular), 921 mm/año, casi 20 veces superior al mínimo detectado, ubicado en la provincia de A Coruña, en el territorio entre los ríos Anllóns y Xallas.
Algunas cuencas del noreste de Cataluña presentan un DHC moderado, situados entre 200 y 500 mm/año, aproximadamente. Baleares presenta un DHC entre 450 y 600 mm/año. Por el contrario, las islas Canarias presentan un DHC más intenso, aunque muy heterogéneo: las tres más occidentales y de clima más húmedo entre 700 y 900 mm/año, Tenerife alrededor de 900 mm/año, y las islas más orientales el DHC supera los 1.000 mm/año, sobrepasando Fuerteventura los 1.200 mm/año, cuyo territorio de clima subtropical árido presenta un valor de DHC 26 veces más alto que el territorio coruñés entre los ríos Anllóns y Xallas mencionado.
Variación del déficit hídrico por el cambio climático
Entre los periodos 1959-1989 y 1989-2019, la mayor parte del territorio nacional muestra un aumento del DHC, aproximadamente entre 30 y 80 mm/año. Las cuencas del Guadalquivir, Duero, Tajo y Ebro muestran un aumento entre 29 y 36 mm/año, aunque no es estadísticamente significativo. La cuenca del Guadiana presenta un aumento significativo de 60 mm/año.
Dos cuencas endorreicas del sudeste, Liétor y Peñas de San Pedro, situadas en la Sierra del Segura, en la divisoria de aguas de las cuencas de los ríos Segura y Júcar, cuyo DHC es notable, muestran los aumentos significativos más acusados, superando los 80 mm/año.
Por el contrario, en numerosas unidades territoriales costeras del norte y del sur, y en las Islas Canarias, el déficit es poco variable (entre -10 y 10 mm/año) o disminuye (entre -10 y -100 mm/año), aproximadamente. En Lanzarote, La Palma y El Hierro, por ejemplo, el DHC disminuye entre -50 y -110 mm/año.
Dado que el DHC de las unidades territoriales es muy heterogéneo, interesa estimar su variación entre períodos analizados y en términos relativos. Por primera vez se cuantifica y representa el aumento relativo del déficit hídrico climático en las cuencas de todo el territorio nacional; esta variación se debe, sin duda, al cambio climático, al menos en gran parte. La variación relativa del DHC predominante en el territorio nacional entre los periodos 1959-1989 y 1989-2019 y en general es un aumento relativo muy moderado del DHC entre un 5% y un 15%. Este territorio incluye la cuenca del Miño –de clima oceánico de transición– y las cuencas de clima mediterráneo del Duero, Tajo, Guadiana, Ebro, Júcar y Turia, así como las Islas Baleares.
Sin embargo, existen ocho unidades territoriales donde el aumento relativo del DHC por el cambio climático es significativo y acusado, entre un 15% y un 50%, y aunque presentan un DHC moderado, entre 200 y 450 mm/año, su aumento absoluto es de al menos 25 mm/año. Tres cuencas son de clima oceánico hiperhúmedo u oceánico de transición: río Limia, territorio entre ríos Pas y Saja, y territorio fronterizo junto a Río Bidasoa (ríos Olavidea, Urrizate, Aritzacun). El resto se ubican en el noreste catalán: las cuencas de los ríos Muga, Fluviá y Ter, con un clima mediterráneo continental seco, y los territorios entre los ríos Fluviá y Muga y entre los ríos Tordera y Ter, de clima mediterráneo cálido subhúmedo. En estos territorios el cambio climático aumenta la escasez de agua.
La cuenca del río Guadalquivir, numerosas unidades territoriales costeras del norte y del sur, y en las Islas Canarias, presentan un cambio de DHC poco relevante (entre -5% y 5%), o desviaciones negativas, de hasta casi un -50%.
Las cuatro unidades territoriales donde DHC disminuye de forma notable y significativa por el cambio climático, entre un -25% y un -50%, presentaban en el primer periodo un DHC bajo, entre 40 y 170 mm/año. Se ubican en el noroeste de Galicia, un área con un clima oceánico hiperhúmedo: cuenca del río Xallas y territorios entre los ríos Anllóns y Xallas, entre los ríos Xallas y Tambre, y entre los ríos Tambre y Ulla. En estos territorios el cambio climático reduce la escasez de agua.
Consecuencias ecológicas e impactos hidrológicos
Los territorios con menos escasez de agua pertenecen a la denominada España verde. Son cuencas donde a grandes rasgos predominan paisajes con una presencia natural de bosques caducifolios y una mayor abundancia de cultivos forestales, prados y una demanda de agua para cultivos de regadío baja o moderada. Los arroyos o ríos presentan un caudal relativamente alto y continuo.
La España parda o con más déficit hídrico climático comprende las diferentes cuencas y paisajes de clima mediterráneo de la Península, donde predominan extensas áreas de cultivos de secano –como los cereales–, pastos de dehesas, encinares y pinares, y en determinadas áreas con una alta demanda de agua para cultivos agrícolas de regadío, en especial en los territorios de clima más cálido. Los arroyos o ríos –salvo los de las grandes cuencas ibéricas–, presentan un caudal moderado y más discontinuo o intermitente, como en las cuencas de ramblas.
El abastecimiento de agua para consumo humano y la demanda para usos agrícolas en los territorios de mayor escasez en España se asegura gracias a los embalses que retienen el agua de escorrentía superficial (‘agua azul’), y mantienen agua disponible para las necesidades humanas, especialmente relevante en las épocas de sequía. Estas infraestructuras de regulación compensan la limitada oferta de agua, especialmente en los territorios de alto DHC.
Sin embargo, la realidad del aumento del déficit hídrico climático en gran parte del territorio nacional como consecuencia del calentamiento climático reciente genera impactos ecológicos notables. Conlleva un incremento de la ETR o consumo del agua por la vegetación natural, y por tanto un balance hídrico más negativo, que puede incluso privar del suministro suficiente para las necesidades ‘normales’ de los ecosistemas terrestres; la reducción de los servicios ecosistémicos de abastecimiento de agua y la merma de los caudales de arroyos y ríos con variados efectos potenciales sobre los ecosistemas acuáticos continentales, y una mayor demanda de agua para los cultivos de regadío. De hecho, este aumento del déficit sugiere en general un cambio en el reparto de la precipitación, con una mayor proporción del ‘agua verde’ (ETR) y por tanto una proporción volumen del ‘agua azul’, disponible para usos humanos, que incluso podría anular los efectos de un eventual incremento de la precipitación en algunos territorios.
El Plan Nacional de Adaptación al Cambio Climático 2021-2030 (PNACC) reconoce entre principales cambios climáticos observados o proyectados a escala regional en España el incremento de la temperatura media, el aumento de la evapotranspiración potencial, la reducción moderada de precipitaciones y cambio en su distribución anual, la disminución de la recarga de los acuíferos y la disminución de los caudales medios de los ríos, entre otros.
Entre los impactos derivados del cambio climático, el PNACC destaca la disminución de los recursos hídricos disponibles, con implicaciones para el abastecimiento urbano, agrícola e industrial, la producción hidroeléctrica y los ecosistemas terrestres y acuáticos, así como sus servicios.
La Oficina Española de Cambio Climático (OECC), en su reciente informe ‘Impactos y riesgos derivados del cambio climático en España’, reconoce al impacto del cambio climático en los recursos hídricos. La OECC espera por el aumento de la evapotranspiración y la reducción de las precipitaciones “proyecciones de escorrentía y recarga subterránea decrecientes, y por tanto una reducción de la aportación hídrica a los ríos”. Los resultados de la evaluación del cambio climático reciente expuestos en el presente artículo expresan dónde, cuánto y en qué sentido ha cambiado el déficit hídrico climático. Son una evidencia del cambio ya observado de interés para matizar y valorar las proyecciones, y promover la adaptación en el presente.
¿Qué promueve el PNACC sobre agua y adaptación al cambio climático?
La Estrategia de adaptación al cambio climático de la Unión Europea (2021) promueve una adaptación más inteligente, sistémica y rápida en todos los sectores. La política de adaptación al cambio climático es prioritaria en España. Es responsabilidad del Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico (MITERD). La reciente Ley 7/2021, de Cambio Climático y Transición Energética y el PNACC establecen la necesidad de definir indicadores de impactos específicos para facilitar un seguimiento y evaluación de las políticas públicas en esta materia.
El PNACC es el instrumento de planificación básica para promover la acción coordinada frente a los efectos del cambio climático en España. Su objetivo principal es evitar o reducir los daños presentes y futuros derivados del cambio climático y construir una economía y una sociedad más resilientes.
El PNACC promueve el seguimiento de variables climáticas y del estado del clima, la participación de todos los agentes y sectores interesados, el mejor conocimiento sobre impactos del cambio climático, y su transferencia y herramientas para implicar al conjunto de la sociedad, entre otros objetivos específicos y actuaciones para la adaptación.
En el ámbito de Agua y recursos hídricos, el PNACC impulsa el seguimiento de los impactos del cambio climático en el ciclo hidrológico y su integración en la planificación hidrológica y la gestión del ciclo integral del agua, entre otros objetivos.
La adaptación al cambio climático es un área prioritaria de actividades de I+D+i promovida por la Estrategia Europea de Adaptación al Cambio Climático 2021 y el PNACC. El proyecto de investigación CLIMVAC está totalmente alineado con los objetivos del PNACC. La evaluación espacial del déficit hídrico y su variación temporal por el cambio climático en las cuencas y otras unidades territoriales de España es una actividad primordial. Permite identificar diferentes grados de exposición a los peligros asociados y estimar los impactos actuales y potenciales.
Entre las actuaciones transversales, el PNACC considera relevante la vulnerabilidad territorial y social al cambio climático. Fomenta el análisis de las tipologías de impactos del cambio climático y la identificación de su variación geográfica para definir medidas de adaptación en diferentes unidades territoriales. Los resultados del proyecto CLIMVAC son una ayuda evidente.
Escasez de agua, cambio climático y desarrollo sostenible
Reducir los efectos negativos del cambio climático sobre los recursos hídricos, y prevenir los riesgos para diferentes sectores del aumento del déficit hídrico es posible y necesario. Requiere aplicar medidas adaptativas de gestión de la demanda de agua, entre otras actuaciones.
Un mismo aumento del déficit hídrico climático podría ser más relevante en la cuenca hidrográfica donde el agua ya sea naturalmente escasa, sería más vulnerable. No obstante, es preciso analizar y evaluar expresamente su vulnerabilidad. La susceptibilidad por un aumento del déficit climático de agua de un territorio depende de sus características intrínsecas, del estado y fragilidad de sus ecosistemas o los usos humanos del agua.
La Fundación Matrix, mediante el proyecto CLIMVAC, contribuye al logro de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de la Agenda 2030 de Naciones Unidas, especialmente al ODS 13, Acción por el Clima, y el ODS 6, Agua limpia y Saneamiento.
El ODS 13 promueve combatir el cambio climático y sus efectos, y exige involucrar a las Administraciones Públicas y a la sociedad civil, en particular del ámbito científico. La adaptación al cambio climático es un reto: es hora de concienciar y actuar. El ODS 6 promueve garantizar la disponibilidad de agua y su gestión sostenible, el uso eficiente de los recursos hídricos y el tratamiento de las aguas residuales.
El uso de las tecnologías de información geográfica y el visor de mapas en internet que aparece en el presente artículo muestran compromiso de la Fundación Matrix de difusión de resultados, transferencia y acercamiento del conocimiento científico sobre el cambio climático a la sociedad. Así lo ha hecho con el aumento de las olas de calor por el cambio climático.
La Fundación Matrix también expresa su compromiso con el ODS 11, Ciudades y Comunidades Sostenibles, y el ODS 15, Vida de Ecosistemas Terrestres. El ODS 11 promueve que las ciudades, áreas que concentran la mayoría de la población, tengan un abastecimiento de agua apropiado. El ODS 15 impulsa la conservación de hábitats naturales y acciones para reducir la degradación y pérdida de biodiversidad; para este fin es vital proteger el ciclo del agua.
Dr. Javier Montalvo, Profesor de Ecología de la Universidad de Vigo y Director de la Fundación Matrix
Mtr. Alberto González, Investigador de la Fundación Matrix y la Universidad Complutense de Madrid
Mtr. Antón Blanco, Investigador de la Fundación Matrix
Dr. Luis Garrote, Catedrático de Hidrología de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM)
Dr. Álvaro Sordo-Ward, Profesor de Hidrología de la UPM
Artículo divulgativo del proyecto de investigación CLIMVAC, subvencionado por el Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico, realizados por la Fundación Matrix, Investigación y Desarrollo Sostenible en colaboración con la Universidad Politécnica de Madrid y la Universidad de Vigo.
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