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Sobre la huella hídrica de México y su dependencia a la importación de agua virtual

Con el ánimo de desempolvar de una vez por todas esta bitácora (ha pasado un año entero desde la última entrada), y con más ánimo por iniciarle el año 6 (7 cronológico, pero uno no cuenta por no escribir nada), reproduzco esta pieza sobre el agua virtual que apareciera en el blog del IGS, donde ando estos días... Va tal cual, sin cambios ni adiciones. Que sirva para destapar algunos temas pendientes desde el año pasado y poner algunos nuevos... CALM

Sobre la huella hídrica de México y su dependencia a la importación de agua virtual
Carlos A. López-Morales

John Anthony Allan, geógrafo británico y profesor en King’s College en Londres, acuñó en la década de 1990 el término “agua virtual” para referirse al volumen de agua necesario en la producción de bienes de consumo final, en particular de los alimentos (ver Allan, 1996 y 1998). En su formulación original el concepto tenía la función de identificar una estrategia de seguridad alimentaria para regiones que sufren escasez de agua: éstas deberían importar bienes agua-intensivos, en su mayoría alimentos, de las regiones abundantes en agua y liberar con ello los escasos recursos hídricos para usos industriales y de suministro público, que son menos intensivos en agua y que generan, por lo general, mayor valor económico por metro cúbico utilizado. Esta noción ha sido criticada desde el punto de vista económico, pues la determinación de los patrones de comercio internacional no sólo dependen de las dotaciones de recursos, sino de las ventajas comparativas (ver Wilchens 2004, o Duchin y López-Morales 2012 para la discusión conceptual) o de los arreglos comerciales (ver Ramírez-Vallejo y Rogers 2010 para una discusión sobre el caso mexicano).
No obstante, el concepto se sigue explorando cuantitativamente por sus virtudes de ofrecer a los tomadores de decisiones, sean éstos públicos o privados, de valiosa información sobre el impacto ambiental de los patrones de producción y de consumo. Así, además de merecerle a Allan el Stockholm Water Prize en 2008, el concepto de agua virtual se ha propagado en la literatura en las últimas dos décadas. Actualmente existe un abanico importante de estudios que han precisado el concepto (por ejemplo incorporando los bienes industriales y distinguiendo entre agua azul, agua verde y agua gris[1]) y que lo han cuantificado en escalas globales, multinacionales o nacionales. Además, la investigación reciente lo vincula de un modo más claro con la noción de la huella hídrica de las naciones, o el volumen de agua utilizada en el mundo para soportar los patrones de consumo y de producción de una nación (ver Hoekstra 2003 y Hoekstra y Hung 2002 para los conceptos básicos, y Arreguín-Cortéz 2007 para una estimación del caso mexicano).
Una metodología sencilla para estimar la huella hídrica de un país consiste en sumar el flujo neto de agua virtual, asociado al comercio internacional, al consumo interno (Arreguín-Cortéz 2007). De acuerdo con datos de la Comisión Nacional del Agua (CONAGUA, 2011), en México se concesionaron en 2009 (último año para el que hay datos oficiales) 80.6 km3 de agua (77% para uso agrícola, 14% en la red pública para usos domésticos e industriales, 4% para industria autoabastecida y 5% para termoeléctricas)[2]. Al mismo tiempo, el país importó en ese año 28.2 km3 de agua por el saldo neto de sus flujos comerciales (44% en productos agrícolas, 38% en productos animales y 18% en productos industriales) es decir, un volumen equivalente al 35% del total de las concesiones nacionales. Estos datos implican que la huella hídrica nacional fue en 2009 de 109 km3, 74% proveniente de fuentes domésticas y 26% proveniente de fuentes externas. La distribución por productos implica que alrededor de 23 km3/año se importan por productos agropecuarios, un volumen poco menor al 40% de la concesión doméstica para el mismo fin.
No obstante, las diferencias tecnológicas y por ventajas comparativas entre México y Estados Unidos (país origen de la mayor parte de los productos agropecuarios que México importa) implican que el comercio de alimentos deja ahorros de agua adicionales equivalentes a 21 km3/año (Mekkonen y Hoekstra 2011).[3] Es decir que si México buscara producir internamente el total de productos agropecuarios que consume requeriría un volumen aproximado de 106 km3 anuales, compuestos por los 62km3 que se concesionan domésticamente, los 23km3 de importación neta, y los 21km3 que se ahorran por eficiencias productivas,[4] volumen que resulta muy superior a la concesión actual y que incrementaría las presiones sobre los recursos hídricos del país, a la sazón ya caracterizado por indicadores de escasez de moderados a críticos.
Los datos de huella hídrica pueden ser más sorprendentes al añadir el agua verde y el agua gris a la estimación. De acuerdo con Mekkonnen y Hoekstra (2011), la huella hídrica per capita del patrón de consumo mexicano es de 1,978 m3/año,[5] 57% de los cuales provienen de fuentes domésticas y 43% de fuentes externas. México toma el lugar 50 (de un total de 174 países) por el tamaño de su huella hídrica, y se ubica por encima del promedio global, de 1,385m3/año.  La tabla 1 desagrega la huella hídrica per capita por origen (interno o externo) y por tipo de agua (azul, verde o gris). Como se ve, de acuerdo a esta estimación, la mayor parte de la huella hídrica (un 76%) es atribuible a productos agrícolas de temporal (dependientes del agua verde), mientras que la dependencia a fuentes externas de agua azul (89 m3/hab/año) es muy similar a la dependencia a fuentes internas (102 m3/hab/año), mostrando consistencia con los cálculos previos. Por último, la mayor participación del agua gris en la huella interna (de 17%) respecto a su participación en la externa (10%) puede asociarse a prácticas deficientes en el país respecto a tanto la eficiencia general del uso del agua cuanto a su tratamiento.
Tabla 1. Huella hídrica nacional del patrón de consumo. Datos en m3/año
Fuente: Mekkonnen y Hoekstra (2011).
Referencias
Allan, J Anthony. “Policy responses to the closure of water resources: Regional and global issues.” Water policy: Allocation and management in practice (1996): 228-234.
Allan, J Anthony. “Virtual water: A strategic resource global solutions to regional deficits.”Groundwater 36.4 (1998): 545-546.
Arreguín-Cortés, Felipe et al. “Agua virtual en México.” Ingeniería hidráulica en México 22.4 (2007): 121-132.
Comisión Nacional del Agua. Estadística del agua en México. Secretaría del Medio Ambiente y Recursos Naturales, 2011.
Duchin, Faye, and Carlos López-Morales. “Do Water-Rich Regions Have A Comparative Advantage In Food Production? Improving The Representation Of Water For Agriculture In Economic Models.” Economic Systems Research 24.4 (2012): 371-389.
Hoekstra, A. “Virtual water trade: Proceedings of the International Expert Meeting on Virtual Water Trade, Delft, The Netherlands, 12-13 December 2002, Value of Water Research Report Series No. 12.” Value of Water Research Report Series 12 (2003).
Hoekstra, Arjen Y, and PQ Hung. “Virtual water trade.” A quantification of virtual water flows between nations in relation to international crop trade. Value of water research report series 11 (2002): 166.
Mekonnen, M.M. and Hoekstra, A.Y. (2011) National water footprint accounts: the green, blue and grey water footprint of production and consumption, Value of Water Research Report Series No.50, UNESCO-IHE, Delft, the Netherlands.
Ramirez-Vallejo, Jorge, and Peter Rogers. “Failure of the virtual water argument: Possible explanations using the case study of Mexico and NAFTA.” Global Change: Impacts on Water and food Security (2010): 113-126.
Wichelns, Dennis. “The policy relevance of virtual water can be enhanced by considering comparative advantages.” Agricultural Water Management 66.1 (2004): 49-63.

[1] El “agua verde” es el agua almacenada como humedad en el suelo, incluyendo el agrícola. El “agua azul” es agua en forma líquida que o bien fluye en la superficie o en la recarga de acuíferos, o bien se almacena en lagos, presas y mantos freáticos. La distinción entre estos tipos de agua no sólo es hidrológica, sino económica: el agua azul exhibe costos de oportunidad positivos, lo que alienta la competencia entre usos alternativos, mientras que el agua verde, al no tener usos alternativos, no tiene costo de oportunidad. El “agua gris”, por último, se refiere al volumen generado de aguas residuales.
[2] Estas estimaciones sólo incluyen concesiones por el uso de agua azul.
[3] Para hacerlos comparables, los datos de ahorro por comercio de agua virtual se muestran sólo para el agua azul asociada a productos agropecuarios.
[4] Como es normal en este tipo de comparaciones, los datos que provienen de diferentes fuentes con metodologías distintas añaden grados de incertidumbre y llaman a tomar con cautela las cifras.
[5] Estimaciones con datos para el periodo 1996-2005.



Evaluación económica de servicios hidrológicos por costo de reemplazo: el caso del Bosque del Agua

Hasta hace muy poco laboré en el Instituto Nacional de Ecología. El proyecto que me ocupó en la segunda etapa de mi estancia fue la de estimar el costo de reemplazo de los acuíferos que se recargan en el llamado Bosque del Agua. El Bosque de Agua es el continuo (aunque cada vez más discontinuo) boscoso entre Toluca, el DF y Cuernavaca:

  

Después de ahondar en la literatura respectiva, y de actualizar algunas estimaciones que ya andaban por allí, mi cálculo es que el reemplazo de la extracción de 46 m3/s (o la extracción subterránea corriente de dichos acuíferos) con 6 medidas alternativas ronda en 31 mil millones de dólares (precios de 2010, valor presente a 25 años).

La magnitud del reemplazo debería ser suficiente para promover la conservación de los servicios ambientales de dicho bosque. Entre otras cosas, produce alrededor de 16 m3/s de recarga a los acuíferos de los que dependen 28 millones de personas. Pero una visión integral del manejo de la cuenca es elusiva a los tomadores de decisiones, como queda claro al ver el Street View de la zona, pues revela cómo se han ido construyendo caminos, fincando propiedades, y fragmentando el bosque.
Note Ud los claros que rodean a las carreteras más importantes, sobre todo la que une al DF con Cuernavaca, y la zona urbanizada que ya se adentra hasta la mitad del bosque por la zona de la marquesa.

Aquí el estudio completo, que además contiene estimaciones sobre la economía de la reducción de fugas en el sistema de distribución del DF.

http://www.ine.gob.mx/descargas/cuencas/2012_bosque_agua.pdf

Moraleja: Nadie sabe lo que tiene hasta que lo ve perdido.

Dotaciones de agua subterránea en África

Hace tres días se publicó en Environmental Research Letters un estudio titulado "Quantitative Maps of groundwater resources in Africa" (HT. Nat Springer) Se trata de un meta-análisis de estudios locales y regionales sobre agua subterránea en Africa. Allí se incluyen mapas como el siguiente.


Un continente azul. Por supuesto que no es común ver este color en los mapas del continente madre. Por debajo del Sahara se encuentran acuíferos fósiles de magnitud considerable, que se originaron cuando el Sahara estaba cubierto por oceános!! En Africa central parece no haber mucho almacenamiento subterráneo, pero es allí donde también se concentran los recursos superficiales.

El estudio puede cambiar por completo el panorama de los escenarios para el futuro en cuanto al desarrollo del continente y a la producción global de alimentos. ¿De cuánta agua estamos hablando? El rango de acervo estimado en el estudio es de 0.66 y 1.2 millones de kilometros cúbicos. ¿Es esto poco o mucho?

Es mucho, muchísimo. Este cuadro (incluído en mi tesis) muestra la distribución continental del agua renovable en el mundo, es decir, la suma del flujo superficial y de recarga subterránea (Son flujos y no los acervos. No se contabilizan aquí el agua almacenada en lagos y presas, ni el agua almacenada en acuíferos).


Un km3 de agua son mil millones de metros cúbicos. Un m3 de agua son mil litros. La oferta renovable global anda por allí de los 54 mil km3. La de África anda en 5.5 miles de km3. Y ya vemos la diferencia de magnitudes: tomando el límite inferior del rango, los acuíferos del continente africano contienen de menos 100 veces la magnitud del flujo renovable continental, y representan 10 veces la magnitud del flujo renovable global. Repita conmigo: los acuíferos de África contienen de menos 10 veces el agua del flujo renovable global.

¿Cómo tratar de forma sustentable este acervo nuevo? Es agua fósil. No se recarga. Una vez que se utiliza no está más. También, no se dice mucho sobre la accesibilidad del agua, ni mucho menos de su calidad. Aún suponiendo que la calidad del agua sea inmejorable, haciendo el tratamiento innecesario, la extracción supone un esfuerzo energético descomunal. África no está electrificada. África no puede proveer aún de esa energía. Se tiene que construir. ¿Cómo? No hay mucho para dónde hacerse: carbón, nuclear, presas, o renovables. Las primeras son las más costo-efectivas, aunque habría emisiones de CO2 y residuos nucleares, respectivamente. Las renovables (en particular la solar en el desierto) pueden ser más costo efectivas que en otras latitudes del planeta, pero no necesariamente son más baratas que el carbón y la nuclear. Las presas pueden ser, ay, el camino a seguir. África no ha iniciado aún el desarrollo de la "administración dura" del agua de Peter Gleick, y que en otras latitudes más desarrolladas se está ya abandonando (a favor de la "administración suave", de la demanda). África tiene que desarrollar esta infraestructura. Sólo que, por favor, no siguiendo a pie juntillas el patrón de desarrollo occidental. Las presas son monstruos administrativos, y allí tiene que haber innovación organizativa.

Son buenas noticias, sin duda. Casi comparable al evento en el que los países descubren otros yacimientos fósiles, de petróleo. Los yacimientos representan un reto administrativo: es como cuando alguien se saca la lotería. Lo puede usar e invertir inteligentemente (ie., Noruega), o lo puede desperdiciar en gasto corriente (ie, México).

Moraleja: Hay mucha incertidumbre respecto a lo reportado en el estudio. Es, a final de cuentas, un meta-análisis, y seguro está importando las incertidumbres de los estudios individuales en los que se basa. No obstante, es deseable que el panorama alentador que pinta motive el desarrollo agrícola en muchas regiones africanas. No sólo porque aliviana las presiones en otros lugares sobre la frontera agrícola (es probable que, si todo esto se desarrolla bien, África esté exportando alimentos al resto del mundo en una o dos generaciones), sino porque crea tejido social, porque permite acumular capital social. Y ese es el más escaso en el continente, y por ello impide la extracción de las condiciones infrahumanas en las que se vive en muchas regiones. La comprensión de las potenciales implicaciones es todo un reto.

Un costo de reemplazo es un costo de reemplazo

Aquí, trabajando sobre la literatura que evalúa los beneficios económicos de los servicios ambientales, en particular los hidrológicos provenientes de las cuencas.

Uno de los métodos de valuación es el costo de reemplazo. En el caso nuestro hay estudios sobre el costo de reemplazo del agua subterránea del acuífero del Valle de México (aunque allí se le llame, erróneamente, costo de oportunidad), asunto que quedó corregido en la versión publicada después del peer-review (como cabría esperar)

Hay algún debate sobre la interpretación de dicho costo. Algunos lo interpretan como el costo de oportunidad, como vimos arriba, otros como proxy del "valor verdadero" del servicio en cuestión. Yo creo que ni uno ni otro. El costo de reemplazo es el costo de reemplazo, y como Heal anota, habrá veces en que hay sentido en incurrirlo, y veces en que no. Puede haber ocasiones en que el costo de reemplazo sea equivalente al valor del bien reemplazado. Más fácil verlo cuando existe un mercado tanto para el bien reemplazado como para el bien que reemplaza. Dicha equivalencia, no obstante, es fortuita, y no necesariamente informa de mucho. El costo de reemplazo, por tanto, no es el costo de oportunidad ni indica el valor económico del bien en cuestión. El costo de reemplazo es el costo de reemplazo.

Todo esto viene a colación de este estupendo texto de Heal, y del ejemplo que da con el petróleo. Era 1999.


El barril estába a 10 dls, y Heal veía lejos que se pagara el costo de reemplazo de 40 dls. Hoy, la mezcla mexicana se vende a 100 dls, claramente superior, y por eso las tar sands canadienses están mucho más activas. Hubo un momento, tal vez muy breve, en que el precio fue equivalente al costo de reemplazo. Ya se verá con el tiempo qué tipo de mecanismos de sustitución tecnológica se hayan activado.

Moraleja: A pesar de eso, Heal advierte de la utilidad elevada de estimar el costo de reemplazo de servicios indispensables en cuya ausencia aquellos se tendrían que incurrir. Así ocurre con la oferta de agua a una metropólis, como el mismo documenta con NYC. Esta es la base del cálculo que hago ahora sobre el costo de reemplazo del agua en los acuíferos que se recargan en el Bosque del Agua. Más sobre este cálculo en su momento.
Moraleja II. Nadie sabe lo que tiene hasta que lo ve perdido.

Actualización: El vínculo del paper de Heal estaba mal. Ha sido corregido. (Ah... la voz pasiva. Gil Dixit)

El Sistema Cutzamala y los sapos


La literatura anglosajona llama "low hanging fruit" a las opciones de política menos costosas, las más fácil de llevar a cabo. La metáfora es obvia. Primero te comes las manzanas que alcanzas con la mano, antes de trepar al árbol para comerte las de arriba. No se me ocurre de momento una traducción cómoda al castellano, pero lo traigo a colación para sugerir que con respecto al agua en la Cd de México podría haber "low hanging fruits" que no queremos tomar por necios (bueno no, es más bien por restricciones políticas, pero que resultan mas costosas en términos económicos). Hablemos del Sistema Cutzamala, de sus recurrentes crisis, para ponerlo en su contexto. Primero veamos una imagen para fijar la magnitud del sistema intercuencas. La imagen muestra 5 presas importantes del sistema. De Oeste a Este son Tuxpan y El Bosque, en Michoacán; e Ixtapan del Oro, Valle de Bravo y Villa Victoria, en el Estado de México. Luego el agua se traslada a la mancha urbana, donde se mezcla con agua de otras fuentes para drenarse hacia el Norte alimentando al distrito de riego más grande del mundo que depende de flujos de agua residual. Yikes! Vean la mancha verde alrededor del pin verde y comparen con la mancha gris alrededor del pin morado. De ese tamaño es el distrito de riego. 



Aquí un croquis detallado del sistema y de sus elementos. Hay presas, tubos, plantas de bombeo, plantas de potabilización, etc (Fuente: Estadísticas del Agua en México. CNA, 2011)


El 2009 fue un año muy movidito en términos de la operación del Cutzamala. La sequía de ese año puso en jaque al sistema, llevando las presas a 47% de su capacidad, y a la provisión de agua a la zona metropolitana, con cortes varios. Aquí, por ejemplo, un abánico de noticias sobre el Cutzamala en 2009. Como se ve, la situación fue muy crítica. De lo perdido lo que se encuentre: los níveles bajos de presas y canales fueron aprovechados por la CONAGUA para desazolvar parte de la infraestructura, pues sale más barato así que teniendo que desahogar a propósito.

Ahora, ya en 2012, la cuestión se repite. La tremenda sequía de estos meses está reduciendo el nivel de las presas (actualmente en 69%) alertando a los administradores que ya anunciaron recortes preventivos. Esta estrategia es muy interesante, pues el objetivo de tales recortes es reducir el impacto que un corte abrupto puede tener en la ciudadanía, somo si fuera una forma de promover vía oferta el suavizamiento temporal del consumo de agua (Me pregunto si no es mejor suavizar vía demanda, con precios, y me respondo que sí, pero es políticamente inviable en época electoral -y no electoral, pa que nos hacemos?).  

En la literatura ya se barajan algunas opciones adicionales para asegurar la provisión en el futuro para hacer frente a la demanda esperada. Este es el nuevo capítulo en la centenaria historia de intervenciones ingenieriles (desde el Albarradón de Nezahualcóyotl, los acueductos prehispánicos, el Tajo de Nochistongo, el mismo Cutzamala y los grandes emisores de los S. XX y XXI)  para alterar la hidrología de la zona, ahora involucrando a varias cuencas alrededor. El siguiente mapa muestra las opciones consideradas. Las flechas azules muestran los flujos actuales del sistema Cutzamala hacia la ciudad. La flecha naranaja corresponde al desagüe hacia Hidalgo. Las flechas rojas indican los proyectos alternativos. De Oeste a Este: del río Temascaltepec hacia Valle de Bravo, de la Presa Taxhimay hacia la ZMVM, del río morelense Amacuzac hacia la ZMVM, del veracruzano Tecolutla y, por último, del poblano río oriental. 

Fuente: Carrera-Hernandez, J.J & Gaskin, S.J.(2009) Water management in the Basin of Mexico: current state and alternative scenarios. Hydrogeology Journal, 17:1483-1494. (DOI 10.1007/210040-009-0442-2)

Pero preguntemos, pues ¿qué tan importante es el sistema Cutzamala para la ZMVM? La siguiente tablita expone las fuentes de provisión y sus magnitudes. El Cutzamala, con 15m3/s (unos 0.5 km3/año), representa el 25% del volumen suministrado. Casi el 70% de dicho volumen viene de explotación interna, mayoritariamente subterránea, mientras que el resto lo provee el sistema del Lerma. Ese 70% consiste de ~40m3/s que se extraen de diversos pozos del acuífero de la ZMCM, cuya zona de recarga principal está en el llamado bosque del agua, en particular en la zona de Contreras y en la Sierra Chichinautzin-Ajusco. 


Me pregunto si ayudar en la provisión tanto teniendo una mejor administración de las extracciones como aplicando diversas medidas de conservación y restauración no es menos costoso que hacer malabares hidráulicos en el Cutzamala. Por ejemplo, se sabe que alrededor del 40% del volumen suministrado se pierde por fugas en la red de distribución. Yo primero pensaba, optimista, que estas fugas infiltraban hacia el acuífero, ayudando un tanto a la recarga. A pesar de lo absurdo que sería traer agua de 300 km solo para echarla al subterráneo chilango, eso no sería tan grave como lo que realmente parece suceder. El asunto es que esas fugas se dan no tanto en las tuberías profundas como lo hacen en las tomas domiciliarias y en el baño (!!!) de tu casa y de la mía. O sea que las fugas no infiltran, sino que se combinan en el desagüe, representando pérdidas desde el punto de vista del sistema interno. De un estudio del Centro de Capacitación de Agua y Saneamiento, reportado en este artículo:


O sea que traemos agua de Michoacán, la potabilizamos en el EdoMex en una de las 10 plantas de potabilización más grandes del mundo (la de Berros), le damos un viaje por las tuberías del DF, visita tu casa, se cuela por un sapo defectuoso, se suma al agua residual, y termina regando maíz o alfalfa en algún municipio de Hidalgo. ¡¡¡Las cosas que hay que ver!!!

Autoridades del Sistema de Aguas de la Ciudad de México, por ejemplo, han dejado en claro lo que cambiar el sapito del excusado puede hacer para disminuir estas fugas. ¿No es esta una fruta que cuelga muy abajo? ¿No saldría más barato invertir en un programa que reparta o promueva el cambio del sapito del excusado cada cuanto e intentar reducir esos 12% o 15% de la tablita de arriba? Si se miden contra la provisión total de arriba (63m3/s), esto correspondería a entre 7 y 9 m3/s, que son equivalentes a las segunda o tercera etapas del Cutzamala (ver aquí). Si promovemos esos cambios tan sencillos, y tal vez más con adicionales medidas de demanda, ¿no podríamos hacer innecesaria la construcción de infraestructura adicional de trasvase intercuencas? 
 El otro día escuchaba este estupendo programa de WNYC sobre agua. Allí mencionan brevemente el caso de NYC, y de cómo una renovación de la infraestructura sanitaria (ie, excusados de menor capacidad, regaderas eficientes, control de fugas) ha mantenido practicamente constante el consumo de agua de la ciudad, a pesar de que la población se ha casi-duplicado. ¿No es esto mejor y más barato que construir mas trasvases con vida útil limitada y que generan costos elevados en las zonas donde se ubican? Esa ciudad también es botón de muestra de que la conservación y el enfoque de cuencas tiene dividendos económicos enormes. Geofrrey Heal les llama "los retornos financieros de la biósfera". Pero sobre eso escribo después.

Moraleja: Es hora de pasar de lo que Peter Gleick llama "el camino duro" (ie, tubos y presas) a "el camino suave" (ie, administración de demanda). Dicho de otro modo, en lugar de actualizar hardware para un software caduco, hay que actualizar software para usar mejor el hardware que tenemos. Leer historia ayuda. Y uno sólo puede esperar que los de CNA y del SACM estudien el Cadillac Desert que narra qué pasa cuando la visión ingenieril (construir, construir, construir presas y más presas y más presas) domina a la integral... Ahora EEUU comienza a desandar el camino con la reoperación de presas o, de plano, con su remoción. Como nos vemos se vieron y como se ven nos veremos. Ojalá no dentro de mucho...


Agua azul, agua verde

Un cómic que muestra la popularización de estos conceptos Dénle click.

Acabo de recibir los comentarios de un referee a un paper que suscribí en una journal. Al referee le pareció uno error utilizar en un modelo económico conceptos que, según él, fueron puestos para no-especialistas. Por supuesto pienso que está equivocado. El surgimiento del paradigma de agua azul y verde, propuestos por hidrólogos del calibre de Röckstrom y la Falkenmark, está bien documentadito en la literatura especializada. No llegamos a él leyendo resúmenes para políticos ni revistas de divulgación.

Si los conceptos que se originan en la literatura científica se infiltran en el ámbito popular, bien por los conceptos. Pero esto no impide su uso cuidadoso y claro en la literatura académica. Pero además, demonios, ya basta con esa visión elitista de "nosotros, los científicos" y "ellos, todos los demás".

Moraleja: Ya está aceptado y en proceso de publicación el primer artículo que mandé a mediados de año. Pronto la liga, cuando esté. Espero que este segundo se resuelva rápidamente.



Pago por servicios hidrológico-ambientales

Una idea:


  • No se trata de encontrar el valor de la naturaleza y hacer que se paguen precios por alguna crédula visión sobre las asignaciones de mercado. Se trata de encontrar soluciones más baratas a las alternativas. En lenguaje de economía ecológica, el retorno monetizado por invertir en capital natural está por encima, muuuy por encima, del retorno de invertir en capital manufacturado de la mejor alternativa. Se trata, en vez, de brindar información sobre soluciones más eficientes (de mayor ratio beneficio/costo, en términos sociales)... de darnos cuenta de la diferencia de rendimientos.
Moraleja: Hay dinero sobre la mesa. Pero no lo queremos ver. Aún.

El agua de la llave...

Esto es lo que el agua que llega a la Cd de Mexico por el sistema Cutzamala hace antes de meterse a los tubos y a las bombas...


Cascada el Salto. Ixtapan del Oro, EdoMex. Foto: Yo merengues.

Moraleja: Reconectando con el territorio...De donde viene el agua que usas en el banio??

Filosofando sobre la valoración de los servicios ecosistémicos

Gracias, Daily. Gracias Heal.

Daily doesn't believe the absolute value of an ecosystem can ever be measured. Heal agrees, yet both scientists say that pricing ecosystem services is an important tool for making decisions about nature—and for making the case for conservation. "Valuation is just one step in the broader politics of decision making," she says. "We need to be creative and innovative in changing social institutions so we are aligning economic forces with conservation."

Fuente: How much is clean water worth? By Jim Morrison

Encontrando el valor de los servicios ecosistémicos

Pues de a poco adentrándome en este tema que atrae, pensaría, a un 60-70% de los que hacen economía ecológica. Tenía un cierto prejuicio ante este cuerpo de literatura (ie., andar poniendo el signo $ a todo lo que se cruce), pero me doy cuenta que no estaba tan informado (los costos de la especialización dentro de las especializaciones). ¿El objetivo que me lleva a esto? Capturar algunos de los beneficios económicos que el llamado bosque del agua provee al DF, Toluca, y Cuernavaca. Para muestra, volteen a Cuautitlán para ver lo que pasa con las inundaciones...

De Geoffrey Heal, jefazo:
"The traditional argument for environmental conservation had been essentially aesthetic or ethical. It was beautiful or a moral responsibility. But there are powerful economic reasons for keeping things intact as well."

Sobre el agua virtual

Ocurre que estoy en un seminario/curso sobre divulgación de la ciencia (tema apasionante, más en épocas en que encuentran planetas "earth-like" a 36 años luz orbitando su estrella en la zona habitable, y en épocas enlas que se anuncia que el Bosón de Higgs está acorralado y piensan encontrarlo antes de navidad).

Pues bueno, una de las tareas en esta semana fue la de escribir un artículo de divulgación de algún tema que nos guste, y elegí el agua virtual. Una hora de trabajo y 4 párrafos. No me desagrada, no me encanta, pero aquí está, para la mejor opinión del respetable...


¿Qué es el agua virtual y por qué es importante?

Carlos A López
Septiembre, 2011

Nunca antes en la historia del planeta los recursos naturales han tenido que soportar a una población de 7 mil millones de habitantes, y aún está creciendo. La organización de las naciones unidas (ONU), basada en estimaciones de expertos de todo el mundo, espera que la población del planeta se estabilice en alrededor de 10 mil millones de habitantes para 2050. Eso quiere decir que por cada dos personas que observas hoy, habrá tres un par de generaciones adelante. Pero el reto no es únicamente por números: los patrones de consumo se van sofisticando a medida que las sociedades se desarrollan, de tal suerte que cada ser humano requiere el uso directo e indirecto de más recursos, en particular de tierra agrícola y de agua dulce. La imagen de que el agua dulce es una pequeña fracción del agua total en el planeta, apenas el 2.5%, es relativamente conocida. Menos conocido es el hecho de que la demanda económica global equivale sólo al 8% del agua dulce que cada año el ciclo hidrológico global hace disponible, volumen que se denomina oferta sustentable. Si estas cifras describen una situación de abundancia, ¿por qué hay escasez? ¿Por qué el agua representa uno de los mayores retos de la sociedad presente y la futura?

Básicamente por tres motivos. El primero es que el agua está muy inequitativamente distribuída en el mundo. Brasil, por ejemplo, tiene el 15% de la oferta renovable global, mientras que China sólo el 5%. El segundo es que el agua se distribuye de forma desigual en el tiempo, haciendo necesaria la construcción de infraestructura de almacenamiento que no todos los países pueden costear. El tercero es que el agua es necesaria para todas las formas de vida, y que es un insumo intermedio crucial para la provisión de servicios ambientales de los que dependemos tan certeramente como lo hacemos de la comida y de la energía. Estos motivos explican en parte cómo es que en pleno siglo XXI mil millones de personas carezcan del acceso a una fuente confiable de agua, y que dos mil millones carezcan de infraestructura de saneamiento. Como resultado, las enfermedades asociadas al consumo de agua contaminada, en su mayoría tratables a bajo costo, matan más gente cada año que cualquier forma de conflicto violento en el mundo.

Así que uno de los retos para la sociedad del siglo XXI es el de lograr un uso técnicamente eficiente del agua, respetando criterios básicos aunque rígidos sobre equidad entre presente y futuro, y respetando las funciones del agua en el mantenimiento de la buena salud de los ecosistemas. Junto al desarrollo tecnológico para el manejo de los recursos de agua, que suelen llamarse medidas de oferta, se encuentran los impactos en el uso del agua causados por cambios en los patrones de consumo humano, llamados medidas de demanda. Una de estas medidas se relaciona con el consumo del agua virtual, que es el volumen consumido durante todo el proceso de producción de los bienes de consumo. Un coche, por ejemplo, si bien contiene físicamente apenas una mínima cantidad de agua, requiere de 400,000 litros para su producción. Lo mismo pasa con otros bienes, como los alimentos. Un kilogramo de carne de puerco, por ejemplo, requiere de entre 3,000 y 6,000 litros para su producción. Un kilogramo de pollo, entre 2,400 y 3,500 litros, y un kilogramo de carne de res entre 13,000 y 140,000 litros. En contraste, un kilogramo de arroz requiere de 1,600 litros, uno de trigo 850 litros, y uno de maíz 500 litros. Se ha estimado que para producir una hamburguesa promedio se han consumido 2,400 litros de agua, y para una tasa de café 140 litros.

A esta agua se le denomina virtual porque no se ve directamente al no estár físicamente incorporada al bien de consumo. Pero es agua que realmente se utiliza en algún lugar en el mundo, y que puede afectar las situaciones locales y globales de escasez. Las elecciones cotidianas de consumo, como con los alimentos, afectan la magnitud de agua utilizada localmente y, en la medida en la que los productos sean comerciados internacionalmente, en el resto del mundo. Uno de los temas de investigación de frontera en asuntos globales de sustentabilidad es el papel de las dietas en el uso de los recursos naturales en el mundo. Una dieta asiática o mediterránea, por ejemplo, utiliza menos tierra y menos agua por caloría que una dieta occidental, mucho más basada en carnes rojas. Los problemas de escasez y de sustentabilidad muchas veces parecen tan complejos e intratables que pensamos que no podemos hacer nada ante ellos, y que es papel de los gobiernos y las grandes empresas de llevar a cabo las medidas adecuadas. Lo cierto es que nuestras decisiones cotidianas, aparentemente tan chiquitas e inocentes en el contexto nacional o global, tienen efectos multiplicativos, para bien o para mal. Un patrón responsable de consumo puede contribuir, litro a litro, a aminorar la competencia sobre los cada vez más escasos recursos hídricos.

3 vínculos sobre agua y otras cosas



  1. Noto que Tony Allan ha sacado un libro sobre agua virtual. Allan fue quien acuñó el término hace ya unos 15 años, y  ahora es uno de los más importantes en la literatura de agua. El precio de venta es espectacular, y se ve que ha recogido la distinción (que al principio obvió) sobre agua verde y agua azul.
  2. Emily Green postea esta nota sobre los planes de Las Vegas para hacerse de agua del Mississippi solo para que tú puedas ir a poner tu poker face mientras pierdes tu dinero.
  3. La gente de RPI ha encontrado evidencia de un fenómeno que me hace recordar a los grupos cuasidecisivos del teorema de imposibilidad de Arrow. Se requiere que el 10% de la población piense firmemente una idea para que dicha idea termine dominando la opinión pública. Cosa por demás interesante. Bien por RPI, por cierto!

¿Qué tal esto para una fuente de respaldo?







Nada más que desarrollemos la tecnología y, Einstein mediante, adiós a los problemas de escasez.

¿Se imaginan los cálculos de agua virtual?


Moraleja: Solo recuerdo las entrevistas estupendas de Richard Feynman en las que criticaba las versiones provinciales sobre la unicidad de la tierra y de sus condiciones para la vida...

Tener el pastel y comérselo


Simulando una economía en la que se puede hacer crecer el pastel pa luego comérselo


Todo esto en el contexto de simular en GAMS el modelito de conservación de suelos del que hemos estado hablando. Cretegny y Rutherford tienen este documentito que resuelve en GAMS varios ejercicios del Kamien y Schwartz, mi libro de elección de optimización dinámica. Entonces el caminito es relativamente sencillo: resuelve analíticamente los problemas, y luego ver cómo se implementa el asunto en GAMS.

Veamos un típico Ramsey sencillito de maximizar el consumo sujeto a una indentidad macro (producto = consumo + inversión; el producto se describe con una función lineal sobre el capital (ik) en un horizonte finito. O sea,













Aplicando Hamilton (Kamien lo resuelve con variaciones) se llega a la siguiente solución explícita:
Asumamos r=0.03; i=0.04; a=0.5, T=60, ko=1, que son los valores que ponen Cretegny y Rutherford y que no me creo nadita (¿de cuando acá los individuos son más pacientes que la sociedad?)  Entonces





Bajamos la versión gratis del GAMS, ponemos el siguiente código de Cretegny y Rutherford y BAM!
  1  sets t time periods / 0*60 /
  2   decade(t) decades / 10, 20, 30, 40, 50 /
  3   tfirst(t) first period of time
  4   tlast(t) last period of time;
  5   
  6   tfirst(t) = yes$(ord(t) eq 1);
  7   tlast(t) = yes$(ord(t) eq card(t));
  8   
  9   scalars r discount rate / 0.03 /
 10   i interest rate / 0.04 /
 11   a utility coefficient / 0.5 /;
 12   
 13   variables c(t) consumption level
 14   k(t) capital stock
 15   kt terminal capital stock
 16   u utility function;
 17   
 18   equations market(t) market clearance in period t
 19   market_t terminal market clearance
 20   const_kt terminal capital constraint
 21   utility objective function definition;
 22   
 23   market(t).. k(t) - k(t-1) =e= 1$tfirst(t) + i*k(t-1) - c(t-1);
 24   
 25   market_t.. (kt - sum(tlast, k(tlast))) =e= sum(tlast, i*k(tlast) - c(tlas
     t));
 26   
 27   const_kt.. kt =e= 0;
 28   
 29   utility.. u =e= sum(t, (1/(1+r))**((ord(t)-1)) * c(t)**a);
 30   
 31   model ramsey / all /;
 32   
 33   c.lo(t) = 0.001;
 34   
 35  solve ramsey using nlp maximizing u;

Obtenemos las políticas óptimas de consumo e inversión. En esta economía, la felicidad es mayor cuando se invierte primero, haciendo crecer al stock de capital, y luego se tira todo por la ventana, comiéndose al capital tambien, ante la inminencia del Armaggedon.

Las presas y las emisiones de GEIs

Hay alguna literatura sobre las emisiones de las presas vs las de carbón, pero un poco desorgazinada. En lo que armo algo un tanto más organizado, pero que puede tardar, pongo esta pieza, que resume bien el punto, y dos cuadros del reporte de la comisión mundial de presas. Resalto el párrafo que resume los resultados en los que me baso para criticar las presas tropicales.

http://www.newscientist.com/article/dn7046


Hydroelectric power's dirty secret revealed

Contrary to popular belief, hydroelectric power can seriously damage the climate. Proposed changes to the way countries' climate budgets are calculated aim to take greenhouse gas emissions from hydropower reservoirs into account, but some experts worry that they will not go far enough.
The green image of hydro power as a benign alternative to fossil fuels is false, says Éric Duchemin, a consultant for the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). "Everyone thinks hydro is very clean, but this is not the case," he says.
Hydroelectric dams produce significant amounts of carbon dioxide and methane, and in some cases produce more of these greenhouse gases than power plants running on fossil fuels. Carbon emissions vary from dam to dam, says Philip Fearnside from Brazil's National Institute for Research in the Amazon in Manaus. "But we do know that there are enough emissions to worry about."
In a study to be published in Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change, Fearnside estimates that in 1990 the greenhouse effect of emissions from the Curuá-Una dam in Pará, Brazil, was more than three-and-a-half times what would have been produced by generating the same amount of electricity from oil.
This is because large amounts of carbon tied up in trees and other plants are released when the reservoir is initially flooded and the plants rot. Then after this first pulse of decay, plant matter settling on the reservoir's bottom decomposes without oxygen, resulting in a build-up of dissolved methane. This is released into the atmosphere when water passes through the dam's turbines.

"Drawdown" regions

Seasonal changes in water depth mean there is a continuous supply of decaying material. In the dry season plants colonise the banks of the reservoir only to be engulfed when the water level rises. For shallow-shelving reservoirs these "drawdown" regions can account for several thousand square kilometres.
In effect man-made reservoirs convert carbon dioxide in the atmosphere into methane. This is significant because methane's effect on global warming is 21 times stronger than carbon dioxide's.
Claiming that hydro projects are net producers of greenhouse gases is not new (New Scientist print edition, 3 June 2000) but the issue now appears to be climbing up the political agenda. In the next round of IPCC discussions in 2006, the proposed National Greenhouse Gas Inventory Programme, which calculates each country's carbon budget, will include emissions from artificially flooded regions.
But these guidelines will only take account of the first 10 years of a dam's operation and only include surface emissions. Methane production will go unchecked because climate scientists cannot agree on how significant this is; it will also vary between dams. But if Fearnside gets his way these full emissions would be included.
With the proposed IPCC guidelines, tropical countries that rely heavily on hydroelectricity, such as Brazil, could see their national greenhouse emissions inventories increased by as much as 7% (see map). Colder countries are less affected, he says, because cold conditions will be less favourable for producing greenhouse gases.
Despite a decade of research documenting the carbon emissions from man-made reservoirs, hydroelectric power still has an undeserved reputation for mitigating global warming. "I think it is important these emissions are counted," says Fearnside.
Cuadro 1
Entre 1% y 28%. 
Cuadro 2
En los reportes estimados las emisiones de la presa Tucurui son al menos tan grandes como las de las plantas de gas de ciclo combinado. Fearnside las pone por arriba de todas.

Moraleja: Algunas presas no tienen un impacto en emisiones tan fuerte- Pero las brasileñas sí. Y las emisiones son sólo un aspecto. Hay más impactos económicos por daños ambientales no estimados...