El problema del nitrato en las aguas subterráneas del mundo no desaparecerá en el corto plazo, incluso si los agricultores dejaran de usar fertilizantes nitrogenados mañana. Un nuevo estudio publicado en Nature Communications por Wen Zhao, Xiaoxu Jia y colegas de la Academia China de Ciencias y un equipo internacional de colaboradores ha producido la primera estimación integral global del reservorio de “nitrógeno heredado” que yace en la zona vadosa, la capa no saturada de suelo y sedimento entre la superficie terrestre y el nivel freático.
La cifra es impactante: 4037 teragramos de nitrógeno, aproximadamente el equivalente a 4 mil millones de toneladas métricas de fertilizante nitrogenado, ya acumulados en la zona vadosa global para el año 2020. Este reservorio, construido durante décadas de agricultura intensiva, migra lenta pero inexorablemente hacia las aguas subterráneas. Para 2020, el 10 % de la superficie terrestre mundial ya superaba el límite de agua potable segura de la Organización Mundial de la Salud de 11,3 miligramos de nitrato-nitrógeno por litro.
E incluso bajo el escenario más optimista, reduciendo el excedente de nitrógeno a cero de inmediato, se proyecta que el 4 % de las regiones afectadas permanecerán por encima del límite de la OMS más allá del año 2100.
La batería de la zona vadosa
El mecanismo es sencillo. Durante décadas, los agricultores han aplicado mucho más fertilizante nitrogenado del que los cultivos pueden absorber. El nitrógeno excedente, en forma de nitrato (NO3-), es altamente soluble en agua y se lixivia hacia abajo a través del perfil del suelo. En la zona vadosa, la capa no saturada que puede extenderse decenas de metros de profundidad en regiones como la Llanura del Norte de China o las Grandes Llanuras de Estados Unidos, la desnitrificación es muy limitada. La zona es mayoritariamente aeróbica (llena de oxígeno) y el carbono orgánico que necesitan las bacterias desnitrificantes disminuye drásticamente con la profundidad.
Por lo tanto, la zona vadosa actúa como una batería que se está cargando. Cada año de uso excesivo de fertilizantes añade más nitrato al depósito. Pero a diferencia de una batería, no se descarga rápidamente. Los tiempos de tránsito a través de zonas vadosas gruesas pueden ser de décadas a siglos. El nitrato que los agricultores aplicaron en la década de 1990 puede no alcanzar el nivel freático hasta la década de 2030. El nitrato que se aplica hoy llegará al nivel freático bien entrada la segunda mitad de este siglo.
Zhao y sus colegas utilizaron un modelo global de resolución de 0,5 grados para simular la dinámica del nitrato desde 1961 hasta 2100, integrando datos sobre aplicación de fertilizantes, absorción de cultivos, clima, propiedades del suelo e hidrogeología. La estimación de 4037 teragramos para el reservorio actual de la zona vadosa es dramáticamente más alta que una estimación previa de Ascott et al. (2017) de 605 a 1814 teragramos para el año 2000, reflejando tanto una mayor acumulación hasta 2020 como un modelado más refinado de los procesos profundos de la zona vadosa.
Un problema de gobernanza medido en siglos
El hallazgo más importante del artículo es que los marcos actuales de gobernanza de la calidad del agua están diseñados para la escala de tiempo equivocada. La política agrícola opera en ciclos de 5 a 10 años. El nitrato en las aguas subterráneas responde en escalas de tiempo de 30 a 100 años o más.
“El excedente anual de nitrógeno, la diferencia entre el nitrógeno aplicado y el nitrógeno absorbido por los cultivos, es la métrica estándar para el impacto ambiental”, señalan los autores. “Pero no le dice nada sobre el nitrato ya en tránsito que llegará a las aguas subterráneas independientemente de lo que haga el próximo año”.
El estudio propone cuatro arquetipos de gestión, que van desde “no se necesita acción adicional” (regiones donde el reservorio de la zona vadosa es pequeño y el lavado natural será suficiente) hasta “remediación multigeneracional” (regiones tan gravemente afectadas que solo una gestión sostenida durante décadas restaurará la seguridad de las aguas subterráneas). El marco de arquetipos está diseñado para ayudar a los responsables de políticas a igualar la intensidad de la intervención con la gravedad real y la escala de tiempo del problema en su región.
Las intervenciones específicas propuestas incluyen fertilización de precisión para reducir el excedente continuo, cultivos de cobertura para capturar el nitrógeno residual entre temporadas de crecimiento, recarga gestionada de acuíferos para estimular la desnitrificación en sedimentos profundos y, cuando la remediación es imposible dentro de escalas de tiempo humanas, cambiar a fuentes alternativas de agua potable.
Puntos críticos alrededor del mundo
Las regiones más afectadas comparten una combinación de zonas vadosas gruesas, alta carga histórica de nitrógeno y recarga lenta de aguas subterráneas. La Llanura del Norte de China se destaca como una de las áreas más gravemente impactadas a nivel global, con décadas de uso intensivo de fertilizantes en suelos profundos sobre niveles freáticos profundos. La Llanura Indo-Gangética en India, donde aproximadamente 500 millones de personas dependen de aguas subterráneas y los niveles medios de nitrato están aumentando, es otra región prioritaria. En América del Norte, las Grandes Llanuras (región del acuífero de Ogallala), el Valle Central de California y el Valle de Willamette en Oregón tienen problemas documentados de nitrato heredado. Partes de Europa Central y Oriental, particularmente la Bahía del Bajo Rin en Alemania, enfrentan desafíos similares.
En China específicamente, un estudio separado de Zhou et al. (2024) encontró que el nitrato medio en aguas subterráneas aumentó de 3,84 mg/L en 1990 a 6,94 mg/L en 2020, siendo el norte de China (8,54 mg/L) mucho peor que el sur (7,15 mg/L). Una fracción significativa de ese aumento provino de nitrato que se aplicó como fertilizante décadas antes.
El resultado final
El artículo transmite un mensaje incómodo para la política agrícola: el problema del nitrato no se solucionará con las regulaciones del próximo año o la próxima ley agrícola. El nitrato que contaminará las aguas subterráneas entre 2050 y 2100 ya está en gran parte en el suelo. La única pregunta es si los esfuerzos actuales de reducción del excedente evitarán que la situación empeore aún más para la generación siguiente.
El monitoreo proactivo de la zona vadosa, la extracción de núcleos y la instalación de sensores para rastrear el movimiento del nitrato antes de que llegue a los pozos, es la recomendación práctica. Para cuando el nitrato aparece en un pozo de agua potable, la contaminación ya estaba integrada en el sistema décadas antes. El momento de actuar fue entonces. El segundo mejor momento es ahora.
Fuente:
Zhao W, Jia X, Niu L, Hu W, Yang T, Turkeltaub T, Binley A, Xia Y, Wei X, Li Y, Shao M, Liao X. “The long tail of nitrate pollution in groundwater challenges governance of global water quality.” Nature Communications (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-75014-8
Traducido por Alessandra