3.1 Aigua

Els objectius de la unitat són :

• Conèixer quina és la distribució d’aigua disponible al planeta
• Disposar d’una visió global de la relació de l’aigua amb el desenvolupament humà
• Conèixer quin és l’impacte del canvi climàtic en cicle hídric i com afecta a la nostra disponibilitat de recurs.
• Definir quins són els principals usos de l’aigua i fons de contaminació.

2. Introducció 

L’aigua és un recurs fonamental per a la vida i per al desenvolupament de l’esser humà. No només per la necessitat de satisfer el desenvolupament de l’activitat vital sinó també perquè ha estat motor de l’evolució de les civilitzacions al llarg de la historia. 

L’aigua és de les poques substancies que es poden trobar en el seus tres estats físics en condicions atmosfèriques. 

L'aigua cobreix aproximadament el 71% de la superfície terrestre, estimant-se en un volum aproximat de 1.365 milions de km³. El 96,5% de la totalitat de l'aigua del planeta es concentra en els mars i oceans, i un altre 0,94%, també salada, es localitza al subsol, tan sols el 2,5% restant és aigua dolça. Si tenim en compte que al voltant del 69% de l'aigua dolça de tot el planeta es localitza en les glaceres i casquets polars i que els aqüífers subterranis, el permafrost i les glaceres continentals retenen un altre 30,8 %, només el 0,3 % restant es distribueix en ordre descendent entre llacs, embassaments i rius.

 Figura 3.1.1. Distribució d’aigua al planeta. Font: Timothy Bralower © Penn State University

Des del punt de vista físic, l'aigua flueix cap a la mar de manera permanent en un cicle d'evaporació i transpiració (evapotranspiració), precipitació i escolament. L'energia del sol escalfa la superfície terrestre generant corrents d'aire que provoquen que l'aigua s'evapori, ascendeixi per l'aire i es condensi en altes altituds, per a posteriorment precipitar en forma de pluja, neu o calamarsa. La major part del vapor d'aigua que es desprèn dels oceans torna a aquests, després que el vent l'hagi desplaçat per a precipitar sobre els rius, llacs mars i oceans o sobre terra ferma.

Figura 3.1.2. Cicle de l’aigua. Font: Dennis Cain/NWS National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) 

[Tornar a la part superior] 

3. L’aigua i el desenvolupament humà

L’aigua sempre ha estat un element determinant en l’evolució de les civilitzacions. Un dels motius principals de desplaçament de les primeres civilitzacions nòmades era, i continua sent, la cerca de l’aigua necessària per viure. Les civilitzacions sedentàries s’establien properes a fons d’aigua (llacs i rius) amb l’objecte de disposar d’aquest recurs imprescindible. 

El pas de les poblacions al sedentarisme va implicar, entre d’altres, alts creixements demogràfics, concentrant la producció i el comerç, però també la generació de deixalles i fems.  L’aigua va ser utilitzada no només com a recurs vital i productiu sinó com a eina de neteja i salubritat. Tenim coneixement dels primers sistemes de sanejament cap l’any 4.000 a.C. a l’antiga Babilonia, tot i que va ser durant l’Imperi Roma quan es desenvolupa el concepte de sanejament amb la construcció de clavegueram que allunyés les aigües residuals de la població. 

Més enllà de la importància obvia per a la supervivència, l’aigua és fonamental per al desenvolupament socioeconòmic, per al manteniment dels ecosistemes, la producció d’aliments, la producció d’energia, així com per a la fabricació de bona part de bens que disposem.  És necessari per tant disposar d’aigua com a recurs, però també que aquesta sigui d’una qualitat suficient que pugui garantir els estàndards necessaris per a cadascun d’aquests usos.  

La revolució industrial va aportar la contaminació química de l’aigua, provocant la limitació d’aquest recurs, però abans d’aquesta contaminació i encara actualment, l’aigua pot transportar patògens que poden provocar malalties greus on la desinfecció de l’aigua no estigui establerta de forma general. 

A partir de  la dècada de 1970 la industrialització i l’augment de la població incideixen en una explotació més intensa dels recursos naturals alhora que en una contaminació més gran d’aquests recursos. La qüestió comença a preocupar els governants dels països desenvolupats, ja que aquests recursos no són il·limitats i tenen una incidència directa en el creixement econòmic. 

L’any 1987 , a instàncies de la Comissió Mundial de Medi Ambient i Desenvolupament de les Nacions Unides, Gro Harlem Brundtland va coordinar un grup d’experts que va elaborar l’informe “El nostre futur comú”, en què s'estableixen els criteris del paradigma del desenvolupament sostenible.

La definició de ‘desenvolupament sostenible’ proposada en aquest informe respecte a l’aigua dolça és: “El desenvolupament del recurs hídric d’aigua dolça és sostenible si existeix un desenvolupament capaç de satisfer les necessitats en quantitat i qualitat d’aigua dolça de les nostres generacions humanes i dels ecosistemes del planeta, sense impedir que les futures generacions puguin satisfer les seves pròpies necessitats”.

S’han de cobrir les necessitats bàsiques d’aigua dolça per tenir una vida digna al mateix temps que preservem els ecosistemes. Tenim la quantitat suficient d’aigua per assolir-ho, però la realitat del món actual és una altra. De fet, els desequilibris existents entre els països rics i els pobres quant a les demandes d’aigua són tan pronunciats com les diferències existents entre les seves economies. 

[Tornar a la part superior] 

4. Canvi climàtic i l’escassetat d’aigua 

La demanda estimada d’aigua per a l’ús humà és d’uns 2.800 km³ anuals. Tot i que la disponibilitat teòrica s’estima en aproximadament 42.000 km³ , l’heterogènia distribució en temps i espai, així com la qualitat del recurs, implica que moltes regions del planeta no disposin d’aigua suficient i es trobin davant de greus problemes d’escassetat d’aigua. 

Diversos estudis, entre ells els realitzats pel Panell Intergovernamental de Canvi Climàtic (IPCC), indiquen que existeix una evidencia real de que els recursos d’aigua dolça són vulnerables davant els efectes del canvi climàtic. L’increment de la temperatura planetària per l’efecte antropogènic, és un factor que afecta de forma rellevant al cicle hidrològic, com per exemple amb l’increment de l’evaporació de l’aigua o la reducció de la superfície de coberta de neu i glaciars. Però s’espera que el canvi climàtic incrementi els episodis meteorològics extrems (sequeres i inundacions) amb l’afecció que aquests tindran als sistemes de salut.

Figura 3.1.3. Canvi relatiu de la precipitació anual amb un augment de la temperatura de2ºC. Font: Schewe et al. (2014, fig. 1, pág. 3246). La Atribución-CompartirIgual 3.0 Organizaciones intergubernamentales (CC BY-SA 3.0IGO).

Dins de l’estat espanyol, Catalunya és una regió que podríem anomenar com a seca, on la precipitació mitja anual es troba en valors entre 400 i 600 mm, tot i que existeix una gran diferencia entre els valors registrats als Pirineus, a la Plana de Lleida o a la costa de Barcelona.

 Figura 3.1.4. Precipitació Mitjana anual (mm). Font: Servei Meteorològic de Catalunya.

Dins de Catalunya, la ciutat de Barcelona i la seva àrea d'influència, formada per altres 35 municipis situats al seu voltant, ocupen una superfície de 636 km2, amb una població aproximada de 3,2 milions de persones (42% de Catalunya), sent una de les àrea metropolitanes més grans d’Europa. 

L’Àrea Metropolitana de Barcelona (AMB) es proveeix majoritàriament per fonts superficials dels rius Ter i Llobregat, encara que existeixen altres fonts menys recurrents, com la captació d'aigües subterrànies, a través d'aproximadament 60 pous localitzats en els aqüífers del va riure Besós i Llobregat . També existeix la possibilitat de proveir la demanda a través de la potabilització de l'aigua de mar mitjançant la dessalinitzadora del Prat de Llobregat, construïda després de la greu sequera soferta a Barcelona en els anys 2007 i 2008.

El transvasament del riu Ter va ser una iniciativa política, impulsada per l'Ajuntament de Barcelona, que es va materialitzar gràcies a un Decret del Ministeri d'Obres Públiques del 14 de novembre de 1958. L'objectiu era poder transvasar fins a un màxim de 8.000 l/s del Ter, fins a la zona d'influència de Barcelona.

 

Figura 3.1.5. Nou abastament d’aigua de Barcelona, 1961. Font: Museu Historia de Barcelona (2019).

Aquesta solució per al proveïment del municipi de Barcelona i els seus veïns ha estat històricament font de conflicte territorial entre aquests i les comarques de la província de Girona, que veien reduïts els seus recursos propis en favor de les comarques més pròximes a la capital catalana.

La reclamació de les comarques de Girona va derivar, el 2 d'agost del 2017, en un acord entre la Generalitat de Catalunya, l'Àrea Metropolitana de Barcelona, Ajuntament de Girona i altres entitats del territori, on es reconeixia la solidaritat que la població de l'àmbit Ter feia a l'Àrea Metropolitana de Barcelona, permeten a la capital catalana i als municipis de la seva influència assegurar el seu proveïment durant els últims 50 anys. En aquest acord també es recollia el compromís de reducció gradual de la dependència de l'Àrea de Barcelona d'aquest recurs, en tres fases (2018-2022,2023-2027 i 2028) passant dels 166 hm³/any actuals a 90 hm³/any en el 2027.

Aquest nou context requerirà la cerca de nous recursos hídrics, que ajudin a garantir la demanda d'aigua sol·licitada per als diferents usos per part de la població de l'Àrea Metropolitana de Barcelona, una possibilitat seria utilitzar els recursos de la conca del Besòs, sense oblidar la necessitat d’implantar polítiques per la reutilització de l’aigua.

[Tornar a la part superior] 

5. Usos de l’aigua

Les principals fonts d’abastament són les aigües superficials i les subterrànies, tot i que cada vegada és més necessari buscar fons de subministrament alternatives com són l’aigua de mar, aigües pluvials, l’aigua regenerada o, fins i tot, la boira. 

El consum mundial d’aigua s’ha incrementat substancialment en els darrers 100 anys i encara continua pujant a una velocitat al voltant del 1% anual. Aquest increment de necessitat de recurs està estretament lligat a l’augment de la població mundial i a la variació dels seus patrons de consum.

Figura 3.1.6. Extraccions globals d’aigua durant el segle XX i primera dècada del XXI. Font: AQUASTAT (2010).

Tot i que l’ús principal de l’aigua és l’agricultura, amb un 69%,  l’increment d’altres usos com la vinculada a la producció industrial en general i a la producció d’energia elèctrica en particular pot generar una competència cap a l’ús agrícola que, afegit als efectes del canvi climàtic, poden tensionar encara més la garantia de subministres d’aliments.  

Com passa en la resta del món, a Espanya, el sector amb major consum d'aigua és l'agrari, amb aproximadament un 67% del total, seguit de l'industrial i la generació d'energia, amb un 19%, i el domèstic amb un 14%. A Catalunya existeix una gran diferència respecte al percentatge d'aigua destinada a reg agrícola entre les conques internes (33%) i les conques de l'Ebre (93%), a causa dels cultius de regadiu extensius en aquestes últimes.

 En aquest marc de canvi climàtic, augment de població i escassetat hídrica és fa de vital importància troba altres fons de subministrament que puguin garantir les diferents demandes mundials.

[Tornar a la part superior]

6. Principals fonts de contaminació

L'Organització Mundial de la Salut (OMS) defineix l'aigua contaminada quan la composició de la mateixa ha estat modificada de manera que no reuneix les condicions per a l'ús que se li hagués destinat al seu estat natural. 

Es calcula què prop de 5 milions de persones al món moren per beure aigua contaminada, una situació que s'aguditza especialment en aquells contextos d'exclusió social, pobresa i marginació.

Podem tenir, bàsicament, dos tipus de contaminació la química i la biològica. Els límits permesos per considerar un aigua potable estan ben establerts a la Directiva (UE) 2020/2184  on es detalla en els seus annexos els contaminants químics tant orgànics com inorgànics i els biològics  així com les seves concentracions màximes permeses.

Les fonts de contaminació són diverses:

• La indústria ha estat durant molts anys una de les principals responsables de la contaminació química de l’aigua, amb el desenvolupant de noves tecnologies, la conscienciació de les empreses i les polítiques ambientalistes han fet disminuir molt la contaminació industrial.
• L’agricultura i la ramaderia també és una font important de contaminació, la utilització de plaguicides i l’ús extensiu de fertilitzants provoca contaminació important tant a les aigües superficials com a les subterrànies. Les dejeccions de les granges d’animals com les de  porc creen un excés de nitrats a les aigües subterrànies, molts aqüífers de Catalunya es veuen afectats per aquesta problemàtica, a la zona d’Osona i Lleida per les granges de porc i al Maresme per l’agricultura.
• Els vessament del petroli i dels seus derivats també és una causa de contaminació de l’aigua, s’ha de tenir en compte que un barril de petroli (159 litres) contamina aproximadament 80 milions de litres d’aigua. Aquests abocaments es deuen al transport deficient del petroli, a la filtració de productes com la benzina, que generalment és emmagatzemada en tancs sota terra; en molts casos, els tancs tenen fuites i la substància es filtra i contamina el sòl i després a les aigües subterrànies.
• La desforestació també hi juga un paper important, l'excessiva tala d'arbres contribueix a fer que els rius, els llacs i altres fonts hídriques s'assequin. A més d'això, la tala de boscos no en tots els casos inclou la retirada de les arrels dels arbres que són a la vora dels rius, la qual cosa provoca l'aparició de sediments i bacteris que poden contaminar les aigües.
• El canvi climàtic, l’augment de la temperatura a l’aigua provoca una disminució de l’oxigen dissolt que afecta als ecosistemes i altera la composició de l’aigua.

[Tornar a la part superior]

7. La gestió de la demanda

No fa gaire es considerava la gestió de l’aigua des del punt de vista de l’oferta i la demanda. On les actuacions de planificació, per part de les administracions competents, consistien en l’augment de la regulació de les aigües superficials amb la construcció d’embassaments o la realització de transvasaments entre conques, i on l’ús de la tecnologia pretenia també maximitzar la quantitat d’aigua disponible, de fonts convencionals, per al subministrament d’aigua potable, amb l’objecte de satisfer totes les necessitats. S’entenia aquesta gestió com a “paradigma hidràulic”.  

Els episodis de sequera cada cop més recurrents, com els viscut en Catalunya els anys 2005, i especialment entre els anys 2007 – 2009 , provoquen l’inici d’un nou model de gestió que aposta per mantenir una oferta adequada d’aigua, tenint presents no només fonts convencional (aigües superficials i subterrànies) sinó també alternatives com poden ser l’aigua de mar o la regenerada, a la vegada que fomenta accions d’estalvi i eficiència en les demandes de consum, el que s’ha anomenat col·loquialment com a “nova cultura de l’aigua”. És per això que, si ens situem en l’àmbit de la demanda, la gestió s’hauria de veure de manera que s’incorporin criteris de sostenibilitat en la seva utilització, on es defineixin quins són els usos i quina qualitat necessària per a cadascun d’ells, amb l’objecte de seleccionar la millor font de subministrament i aplicar l’òptim tractament tecnològic i, en conseqüència, es creïn nous hàbits d’ús més sostenible.

De fet, episodis com el de la sequera esmentada i la conscienciació de la població en aquest nou paradigma de gestió,  ha fet de l’Àrea Metropolitana de Barcelona, una de les metròpolis amb menor consum d’aigua de boca, passant de 133 litres/habitant·dia a principis de segle, a 106  litres/habitant·dia l’any 2021 i on alguns dels seus municipis tenen un consum mitjà per sota dels 100 litres/habitant·dia, valor recomanat per l’Organització Mundial de la Salut.

 Figura 3.1.9: Evolució del consum domèstic a l’AMB. Font: Àrea Metropolitana de Barcelona.

Valorar l’aigua per la seva qualitat, i no pel seu origen, és un dels reptes d’aquest nou paradigma de cultura de l’aigua.  

L’ús d’aigua regenerada com a font de subministrament alternatiu, no és nou, i trobem exemples d’aplicació en diferents parts del mon.  Un dels exemples més reconeguts el trobem a l’estat de  Califòrnia, als EEUU, on ja a finals dels anys 80, degut a l’estrès hídric que pateix aquesta zona de la costa Oest, disposaven de 200 plantes de tractament que regeneraven aigua per a la seva posterior reutilització.  Un dels projectes més rellevants en aquest estat és el realitzat pel Orange County Water Distric (OCWD) on, mitjançant una planta de regeneració avançada, amb una capacitat de tractament de 379.000 m³/dia, realitza recàrrega de l’aqüífer i injecció amb pous en la línia de costa per evitar la intrusió d’aigua salada.  

Existeixen altres exemples internacionalment reconeguts a Israel, Singapur o Namíbia, però també a casa nostra, com poden ser les experiències del Consorci de la Costa Brava o de l’Àrea Metropolitana de Barcelona (AMB). 

A l’AMB és disposa de l’Estació de Regeneració d’Aigua (ERA) del Prat de Llobregat. És la planta de regeneració  amb més capacitat de tractament de Catalunya (270.000 m3/dia) i una de les més grans d’Europa. El mes de juliol de 2006, es va iniciar la seva operació i va estar en funcionament fins al 2011 on va passar a un estat d’hibernació.  Al gener de 2018, l’ACA i l’AMB, signen un conveni amb l’objecte d’establir el marc de col·laboració entre aquestes administracions per a l’explotació de l’ERA del Prat permeten la reincorporació al cicle hidrològic de l’efluent d’aquesta instal·lació mitjançant l’abocament d’aigua regenerada al riu Llobregat per a manteniment del cabal ecològic i la injecció d’aigua regenerada, mitjançant un tractament avançat, a pous per evitar la intrusió d’aigua salada a l’aqüífer del delta del Llobregat.  

La nova entrada en funcionament de l’ERA del Prat a fet créixer la quantitat d’aigua reutilitzada de forma substancial passant dels 2,8 hm³ de 2018 als gairebé 38 hm³ del 2021.

Figura 3.1.10. Evolució del cabal reutilitzat l’Àrea Metropolitana de Barcelona. Font: Àrea Metropolitana de Barcelona.

 [Tornar a la part superior]

8. Reflexions Finals

• Els recursos d’aigua dolça son vulnerables al canvi climàtic. L’augment de la temperatura té un efecte no només en el cicle hidrològic sinó també afecta la composició de l’aigua.
• La conca Mediterrània i en particular Catalunya té períodes recurrents de sequera, el que fa necessari una bona gestió dels recursos hídrics  
• L’escassetat de recursos hídrics fa necessari el que s’anomena “una nova cultura de l’aigua”
• Aquesta nova cultura no només ha de tenir en compte la necessitat d’un ús racional del recurs i del seu estalvi, sinó també d’acceptar com a societat l’ús d’aigua regenerada 

[Tornar a la part superior] 

9. Per saber-ne més

• Informe Mundial de la Naciones Unidas sobre el Desarrollo de los Recursos Hídricos 2020 
  https://es.unesco.org/themes/water-security/wwap/wwdr/2020
• FAO, Aquastat. 
  http://www.fao.org/aquastat/es/
• Directiva Marco del AGUA 2000/60/CE
  https://eur-lex.europa.eu/legal-content/ES/TXT/?uri=CELEX%3A32000L0060 
• WRI, AQUEDUCT.
  https://www.wri.org/aqueduct
• Mar de Aral.
  https://www.wearewater.org/es/aral-el-mar-perdido_253307

[Tornar a la part superior] 

10. Referències

• Agència Catalana de l'Aigua, (2022). [En línea]. Available: https://aca.gencat.cat/ca/inici. [Darrer accés: Juliol 2024]

• Àrea Metropolitana de Barcelona, (2022). [En línea]. Available: https://www.amb.cat/s/home.html. [Darrer accés: Juliol 2024]

• Departamento de Asuntos Económicos y Sociales de Naciones Unidas. (2014). Decenio Internacional para la Acción "El agua fuente de vida" 2005-2015. [En línea]. Available: https://www.un.org/spanish/waterforlifedecade/water_and_sustainable_development.shtml. [Darrer accés: Juliol 2024].

• FAO - AQUASTAT. (2022). AQUASTAT - Sistema mundial de información de la FAO sobre el agua en la agricultura, Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura, [En línea]. Available: https://www.fao.org/aquastat/es/. [Darrer accés: Juliol 2024]

• Galvín, R.M. (1995). Análisis de aguas y ensayos de tratamiento, Cordoba: Gestió i Promoció Editorial S.A.

• Mujeriego, R.  (1990). Riego con agua residual municipal regenerada, Barcelona: Universitat Politècnica de Catalunya. 

• Pascual, R.M. (2014). El Agua y sus Oficios a través de la Historia de España, Barcelona.  

• UNESCO. (2020). ONU-Agua, Informe Mundial de las Naciones Unidas sobre el Desarrollo de los Recursos Hídricos, París.

• UNESCO. (2022). El Ciclo natural del agua Biblioteca Digital. [En línea]. Available: https://unesdoc.unesco.org/ark:/48223/pf0000062512_spa. [Darrer accés: Juliol 2024]

 [Tornar a la part superior]

11. Crèdits

Com es cita aquesta unitat?

Prada, A.; Ribas, J. Aigua. A: Segalàs J. (ed.). Sostenibilitat i Enginyeria [en línia]. Barcelona: Universitat Politècnica de Catalunya. Institut de Recerca en Ciència i Tecnologies de la Sostenibilitat, 2024 [Consulta: dia mes any]. ISBN 978-84-10008-82-3. Disponible a: <https://is.upc.edu/ca/publicacions/llibres/sostenibilitat-i-enginyeria/unitats/3-1-aigua>.

El contingut d’aquest Unitat ha estat elaborada per:

 [Tornar a la part superior]

.