Cálculo de la huella hídrica (HH) agrícola
Escrito por Gabriel Camhi, Fundador y Director General de Wise Irrisystem S.L.
La publicación del “Water Footprint manual” es la referencia para la mayoría de los estudios relacionados con la Huella Hídrica (HH). El enfoque de la metodología del manual es un enfoque macro que abarca productos, procesos, países etc. a nivel de forma genérica y no personalizada.
Cuando el contexto es calcular la huella hídrica del proceso de cultivo de un agricultor especifico, con el objetivo de evaluar la eficiencia hídrica de su manejo con la de otro agricultor, nos encontramos con limitaciones debido a que la metodología convencional está enfocada al producto de manera genérica y no es capaz de diferenciar entre procesos del mismo cultivo.
Este post propone una adaptación personalizada de la metodología del WFP Manual para poder implementarla en el contexto de comparación entre agricultores.
Implementación del cálculo de la HH en cultivos bajo plástico (invernaderos)
En cultivos bajo plástico, nos interesamos solamente en la Huella azul y gris, ya que la huella verde no tiene protagonismo, y si lo tiene es desdeñable.
Para la huella azul de un cultivo, se suele hacer referencia a datos externos de la evapotranspiración (ET) en la zona del cultivo, donde el requisito de agua de un cultivo se define como el total de agua para la ET desde la siembra hasta la cosecha en un régimen climático especifico y manteniendo el nivel de agua adecuado para el crecimiento del cultivo, es decir sin limitaciones.
El problema con esta definición radica en que no podemos comparar la eficiencia de dos agricultores que tienen el mismo cultivo, con la misma fecha de plantación y bajo las mismas condiciones climáticas, cuando uno de ellos riega bajo un régimen controlado mediante un sistema de control, mientras que el otro riega según recomendaciones genéricas, pero sin control personalizado, ya que en ambos casos la huella azul será la misma.
Por lo tanto, el cálculo de la huella azul propuesto para cultivos bajo plástico se compone por:
En cultivos bajo plástico observamos que cuando incrementa la humedad relativa en el aire, baja la tensión del agua en el suelo, indicando la absorción de la misma en suelo.
En la gráfica vemos la caída del tensiómetro sin haber regado con el incremento en el nivel de humedad, paralelamente al incremento de la humedad en el aire.
En este caso la ET no tiene protagonismo alguno ya que es parte del volumen aplicado.
La huella gris es el indicador del grado de contaminación de agua dulce asociada al proceso del cultivo y se define como “el volumen de agua dulce necesaria para asimilar la carga de contaminantes y así mantener su concentración en niveles pre determinados” (Hoekstra 2008).
La huella gris se calcula dividiendo la carga contaminante (masa/tiempo) por la diferencia entre la concentración máxima (masa/volumen) admitida por la norma de calidad y la concentración natural (masa/volumen) para una cuenca/rio determinados.
Según el planteamiento de los autores, no se utiliza la concentración real porque la huella gris es un indicador de la capacidad de asimilación del medio receptor, y, por tanto, es necesario utilizar la concentración natural. Con esta definicion hay que tener en cuenta que la capacidad de asimilación restante varía en función del tiempo.
Volviendo al contexto original, de comparar la eficiencia del uso de recursos hídricos entre agricultores, esta definición y cálculo de la huella gris ignora la concentración real de los contaminantes introducidos por el agricultor. Por lo tanto, optamos por interpretar la huella gris como el volumen de agua dulce que supuestamente (virtualmente) tendría que aplicar el agricultor con el objetivo de mantener la concentración de los contaminantes dentro de un límite permitido (en la fracción que drena).
En la práctica hacemos referencia a la carga de N, por su movilidad en el suelo, y como norma general nos referimos al estándar recomendado por la EPA de 10 mg/L medidos como nitrógeno.
El cálculo de la huella gris, en este caso seria:
Esta calculo es más intuitivo y fácil de entender por el agricultor cuya eficiencia estamos calculando, ya que refleja más directamente su eficiencia y permite una comparación directa y personalizada entre agricultores.
Este calculo ignora la capacidad de absorción de la cuenca, ya que su objetivo es comparar entre agricultores. 4
Implementación del cálculo de la HH en cultivos bajo cielo abierto
En cultivos en cielo abierto, tenemos que considerar, además de la huella azul y gris, también la huella verde cuyo protagonismo depende, entre otros, de las precipitaciones y las características físicas del suelo.
La huella azul y gris se calcula de la misma manera que en cultivos bajo plástico. Recordemos que la ET forma parte del volumen de agua suministrado y no necesariamente coinciden en volumen.
La huella verde se define como “el agua de lluvia disponible, que el suelo es capaz de retener para el consumo de la planta”.
La fracción de agua de lluvia retenida se estima mediante la curva de retención de humedad (CRH) del suelo en cuestión, de la cual podemos saber el % de humedad en capacidad de campo y de ahí el volumen de agua retenido y disponible para el consumo de la planta. Este volumen puede variar substancialmente según la estructura del suelo.
La siguiente grafica ilustra la CRH de un suelo arenoso vs. un suelo arcilloso:
Podemos observar que, en capacidad de campo, hay una diferencia del 18% (30-12%) de humedad entre ambos suelos, de manera que el volumen de agua disponible para la planta en el suelo arenoso es menor que en el suelo arcilloso y por tanto menor la huella verde. 5
De todos modos, puede haber compensación entre la huella azul y la huella verde.
Resumen
El objetivo de este post es ofrecer una metodología de cálculo que permita la implementación del cálculo de la HH según las pautas del “Water Footprint manual”, pero adaptada a los parámetros particulares del agricultor y de esta manera poder comparar su eficiencia hídrica con un benchmark establecido o, con la de otros agricultores.
La adaptación de la metodología de cálculo se manifiesta en los siguientes puntos:
- Descartamos el uso de la ET y optamos por una medición directa del consumo/entrada de agua azul al cultivo mediante contadores de agua.
- Interpretamos la huella gris en un contexto más estrecho, relacionándola directamente con la concentración de N que el agricultor aplica en su cultivo. Esta interpretación es más personalizada y por tanto más entendible por el agricultor
- Utilizamos la información específica de la capacidad de retención de agua en el suelo del cultivo cuya HH verde estamos calculando.
