Universidad Veracruzana

En el año 2019, el Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI) informó que se destinan casi 14 millones de hectáreas para las actividades de cultivo, lo cual equivale al 7% de todo el territorio mexicano, y que los principales cultivos corresponden al maíz blanco y amarillo, frijol, caña de azúcar, trigo, naranja, alfalfa, aguacate y limón. La agricultura es una actividad que depende de la irrigación de grandes extensiones de terreno, en esta se adicionan agroquímicos que alteran las propiedades del suelo y agua, así como también se modifica el curso de las corrientes naturales. Por ello, es considerada una actividad que perturba el ciclo hidrológico en términos de la cantidad y calidad del recurso.

La gestión adecuada del agua es una pieza bastante importante para lograr un escenario de seguridad hídrica. Para ello, se han desarrollado técnicas que mejoran la eficiencia en el uso del agua, entre las que se destacan las siguientes:

• Invernaderos: Esta alternativa pretende generar condiciones específicas para mejorar la fotosíntesis de una planta, reducir la evapotranspiración, control de plagas, entre otros relacionados a la generación de un microclima.
• Control de condiciones ambientales: Consiste en monitorear y controlar variables climáticas como la temperatura, humedad relativa, niveles de luz, entre otros.
• Recirculación: Son métodos en los que se recirculan los nutrientes requeridos por las plantas en un medio acuático, uno de los modelos más conocidos es el hidropónico, que puede ser en un sistema abierto, cerrado o semicerrado.

Utilizando algunas de estas técnicas se ha conseguido disminuir el consumo de agua en la agricultura en hasta un 50%.

El término “cambio climático” se refiere a la tendiente alteración del valor promedio en la temperatura ambiental a lo largo del tiempo, en especial a partir de mediados del siglo XX, periodo en el que la humanidad se vio envuelta en la revolución industrial.

Los primeros indicios del incremento en la temperatura se relacionan con el aumento en la generación de gases de efecto invernadero (GEI), compuestos que en su mayoría son producidos por la combustión de energías fósiles como los hidrocarburos, carbón y gas natural. El aumento de la concentración de GEI produce un fenómeno conocido como “efecto invernadero”, lo cual provoca que la radiación recibida por el sol no pueda ser liberada por el smog en el ambiente.

Por otro lado, en su momento se desarrollaron compuestos que afectaron drásticamente la estabilidad de la capa de ozono, la cual es considerada una de las barreras más importantes para el sostenimiento de la vida por su función de limitar el ingreso a la tierra de los rayos UV de mediana (UV-B) y alta intensidad (UV-C), formas de energía provenientes del sol que afectan negativamente a los organismos vivos. En 1987 se llevó a cabo el protocolo Montreal, acuerdo en el que las naciones establecieron medidas prohibitivas para el uso de casi 100 compuestos químicos utilizados para la refrigeración y aerosoles, con el fin de mitigar las alteraciones a la capa de ozono.

Desde la perspectiva del agua, el cambio en la temperatura global afecta el ciclo hidrológico, produciendo también, las condiciones ideales para originar fenómenos climatológicos más intensos como tormentas, ciclones tropicales, huracanes, entre otros. Y, por si fuera poco, la necesidad de adaptación de las especies.

La acidificación de los océanos y la alteración de los ecosistemas acuáticos son otros efectos producidos por el cambio climático. Los cuerpos de agua han sufrido una disminución en su pH debido a que los GEI, en especial el dióxido de carbono (CO2), los óxidos de nitrógeno (NOx) y los óxidos de azufre (SOx), reaccionan con el agua de lluvia para su acidificación. Esto afecta a los organismos vivos en las distintas etapas de vida y propiciando un ambiente desfavorable para su supervivencia tanto en el océano como en cuerpos de agua continentales. Uno de los casos más estudiados ha sido la afectación a los arrecifes de coral por la acidificación de los océanos, los cuales han reducido o inhibido su crecimiento.

La relación que tiene el recurso hídrico con la energía incluye las etapas de extracción de materias primas como el petróleo, carbón y gas, así como la fase de producción de energía eléctrica. De igual manera, la energía es indispensable para la potabilización, distribución, purificación del agua para consumo, así como para el tratamiento de las aguas residuales. De esta manera, se puede asegurar que ambos recursos son codependientes y que estos también obedecen la demanda de la población.

Extracción de materias primas

La extracción del petróleo y el gas natural requiere de un proceso de exploración que permita ubicar un yacimiento de estos materiales, por lo general, estos pueden estar dentro de la plataforma continental o en aguas abiertas. Existen 3 métodos principales para la extracción de materiales conocidos como proceso convencionales, no convencionales y offshore, los 3 métodos emplean distintos materiales, herramientas y equipos para comenzar la extracción.
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Por lo general, la perforación se realiza con una broca o trépano, a la cual se le adiciona una mezcla de agua con arcilla y aceite conocida como “lodo de perforación”. La broca atraviesa distintas capas del subsuelo, por lo que, se debe tener cuidado para evitar que las aguas subterráneas se mezclen con el material, para ello se adicionan capas de concreto y de acero conocidas como “casing”.

Proceso convencional

Se crea un conducto que, mediante la presión natural o de manera mecánica, se extrae el material.

Proceso no convencional

Si el yacimiento está fragmentado o existen diversos reservorios en el subsuelo se adiciona una mezcla de agua, arena y otros aditivos a presión con la finalidad de crear fisuras que comuniquen los distintos reservorios. Una de las técnicas más conocidas es el fracking.

Proceso offshore

Se conecta el pozo de extracción en plataformas marítimas o buques donde se instalan todos los equipamientos necesarios para la obtiene el material.

Centrales de generación de energía

Estas instalaciones producen altas temperaturas para generar las condiciones ideales de evaporación del agua y dirigir el vapor sobre una red de tuberías que se conecta a turbinas. En las turbinas, el vapor genera un movimiento sobre las hélices que transforman la energía mecánica del movimiento en energía eléctrica.

Estos procesos suelen emplear grandes cantidades de agua, por ello, es imprescindible recuperar el vapor a través de un equipo conocido como condensador, el cual brinda la superficie y la temperatura para recuperar el agua en estado líquido. Posterior a ello, el agua vuelve a ser evaporada por las altas temperaturas y continuar su ciclo en la producción de energía eléctrica.

Algunos de los métodos más empleados son:

• Termoeléctrica: Se emplean materias como petróleo y gas natural para la combustión.
• Carboeléctrica: Se emplea carbón para generar el proceso de evaporación.
• Ciclo combinado: Se emplea el vapor de agua para generar el movimiento de la turbina y, en un proceso alterno, el gas de combustión se mezcla con aire a presión para generar un segundo esfuerzo mecánico para el movimiento de la turbina.
• Geotérmica: Se emplea agua proveniente del subsuelo considerando que, debido a la diferencia de presión y la temperatura que alcanzan estos sitios, una fracción del agua extraída ya se encuentra en estado gaseoso para generar el movimiento en las turbinas.
• Nucleoeléctrica: Se emplea uranio para desarrollar un proceso de fisión nuclear bajo condiciones controladas. Posteriormente, el agua proveniente del reactor actúa como moderador para generar un intercambio de calor con otro sistema donde también circula agua. El agua de este segundo circuito se evapora para mover la turbina.

Otros métodos

Existen otros métodos que también emplean el movimiento de turbinas para la producción de energía, un ejemplo de ello son las plantas eólicas que aprovechan el aire para generar electricidad. Sin embargo, respecto al uso del recurso hídrico, los métodos más comunes son las plantas hidroeléctricas y las centrales undimotrices y mareomotrices.

Las plantas hidroeléctricas se ubican en ríos o cauces por donde fluyen grandes cantidades de agua. Además, se ha desarrollado infraestructura como las represas que canalizan estos flujos para la de conversión de energía mecánica a eléctrica.

Las centrales undimotrices se ubican fuera de la placa continental y su funcionamiento se basa en el aprovechamiento de las olas marinas para generar un empuje directo sobre instrumentos como la columna de agua oscilante, boya de punto de absorción, atenuador de superficie, columpio de olas de Arquímedes, entre otros más.

Por otro lado, las plantas mareomotrices utilizan el esfuerzo de las mareas al subir y bajar para activar un conjunto de instrumentos mecánicos que convierten el movimiento en energía.

Este método puede ser integrado en cursos naturales o artificiales como canales no navegables o en mar abierto. Algunos de los métodos más empleados son el generador de corriente marina, la presa de marea y la estación Dynamic Tidal Power (DTP).

El agua es el componente más abundante del cuerpo humano, este líquido participa en distintos procesos fisiológicos de los organismos vivos. La edad es una variable que influye en la cantidad de agua del cuerpo humano, durante los primeros meses de vida esta es del 75% del peso corporal y, en una edad adulta representa el 60% del peso de un individuo.

La difusión del agua en el cuerpo se puede dar mediante un transporte intracelular (dentro de las células) y por medio del extracelular, repartida en los vasos sanguíneos, órganos y otros espacios internos.

La necesidad de ingesta de agua puede variar dependiendo de ciertas circunstancias que marque un desequilibrio hídrico, esto puede ser por la práctica de actividad física, exposición a altas temperaturas o enfermedades como fiebre, vómito o diarrea. En cualquier caso, el organismo ha desarrollado mecanismos neuronales para identificar la necesidad de consumir agua, a lo que comúnmente se le conoce como sed.

La hidratación está relacionada con distintos aspectos del cuerpo humano, uno de ellos es la cognición y otras funciones cerebrales. Algunas pruebas en niños han demostrado que la ingesta de agua mejora la atención, memoria a corto plazo y mayor flexibilidad cognitiva y, según otros estudios en adultos, la falta de agua está asociada al empeoramiento del humor, la felicidad y satisfacción.

La hidratación es esencial para mantener un adecuado funcionamiento de los riñones y las vías urinarias. Los riñones son los órganos principales del aparato urinario humano, estos se encargan de la filtración y excreción de toxinas a través de la orina. Estos órganos tienen un papel muy importante para llevar a cabo la homeostasis, la cual es la capacidad de mantener en equilibrio en las funciones fisiológicas, además, para controlar los líquidos extracelulares y administrar los electrolitos dentro del cuerpo.

Por otro lado, algunos estudios han descubierto efectos negativos leves e intensos por la falta de hidratación que están asociados a alteraciones cardiovasculares que elevan la producción de quinasa, produciendo cuadros de hipertensión, trombosis, ictus, fibrosis cardiaca y otros padecimientos.