Demanda energética global por cultivo para riego

Por qué regar los cultivos consume más energía de la que imaginas

Alimentar a un mundo creciente y cada vez más próspero depende no solo de la tierra y el agua, sino también de la energía. Este estudio aborda una pregunta aparentemente simple con grandes implicaciones: ¿cuánta energía se necesita para llevar agua a los cultivos del mundo y qué costaría en términos energéticos ampliar el riego donde podría aumentar la producción de forma sostenible? Al cartografiar estas necesidades cultivo por cultivo en todo el planeta, los autores revelan dónde el riego ya consume la mayor parte de la energía, dónde podría ampliarse de forma segura y cómo el acceso limitado a la electricidad, más que la falta de agua, puede frenar cosechas y la seguridad alimentaria.

Cómo el agua, la tierra y la energía moldean nuestra alimentación

La producción agrícola se ha más que triplicado desde 1960, pero la superficie cultivada ha aumentado solo modestamente. Gran parte de ese salto en las cosechas proviene de intensificar la agricultura con fertilizantes, maquinaria y, especialmente, riego. Hoy, los campos irrigados ocupan solo alrededor de una quinta parte de las tierras cultivadas del mundo, pero suministran más del 40% de las calorías alimentarias globales. El riego permite a los agricultores compensar las variaciones del tiempo, hacer el suministro hídrico más fiable y reducir el estrés térmico en las plantas. Pero convertir tierras secas en verdes exige mucha energía: las bombas elevan agua de ríos, canales y acuíferos; los sistemas presurizados la pulverizan o gotean sobre los campos; y la elección de tecnología, fuente de agua y cultivo afecta la factura energética.

Midiendo la energía oculta en el riego

Los investigadores construyeron un modelo físico global que opera sobre una rejilla de aproximadamente 10 kilómetros, combinando clima, suelos, topografía, tamaño de las parcelas, métodos de riego y mapas detallados de cultivos. Para cada celda y cultivo estimaron cuánta agua de riego se necesita en un año típico y luego calcularon la energía para extraer, elevar y aplicar esa agua mediante sistemas de superficie, aspersión o goteo suministrados por agua superficial o subterránea. También tuvieron en cuenta la eficiencia de bombas diésel y eléctricas. El resultado es un atlas cultivo por cultivo de la demanda energética del riego bajo las condiciones actuales y bajo un escenario en que el riego se expande solo donde el agua dulce está disponible sin agotar ríos o acuíferos más allá de límites sostenibles.

Dónde el riego consume más energía hoy

A escala mundial, el riego actual consume aproximadamente 1,38 × 10⁹ gigajulios de energía al año: apenas una pequeña porción del uso energético humano total, pero una fracción notable de la energía agrícola. Gran parte de esta energía sustenta sistemas de riego por superficie, que cubren la gran mayoría del área irrigada; el resto alimenta sistemas presurizados de aspersión y goteo que suelen consumir más energía por hectárea porque requieren altas presiones de funcionamiento. El uso de energía para riego está fuertemente concentrado en la franja Indo‑Pakistaní, el “corn belt” de EE. UU. y el Norte de África y Oriente Medio. Seis cultivos —trigo, arroz, maíz, algodón, caña de azúcar y hortalizas— abarcan alrededor del 60% de la tierra irrigada y representan una participación similar del consumo energético de riego. Algunos cultivos, como la caña de azúcar y las frutas tropicales, demandan mucha más energía por hectárea porque son muy sedientos y con frecuencia se riegan con sistemas consumidores de energía o con aguas subterráneas profundas.

Qué ocurre si ampliamos el riego de forma sostenible

El equipo preguntó luego dónde se podría añadir riego en tierras actualmente de secano sin violar las necesidades de caudales ambientales ni agotar el agua subterránea, y qué implicaría eso para el uso de energía y el suministro de alimentos. Identificaron unos 110 millones de hectáreas de tierra —principalmente en África, Europa del Este y la Rusia asiática— donde el agua azul está disponible para sostener nuevo riego. Llevar agua a esos campos requeriría aproximadamente 600 kilómetros cúbicos de agua extra por año y aumentaría el uso energético del riego en torno al 17%. El trigo, el maíz y el arroz dominan esta posible expansión. La producción adicional podría ser especialmente transformadora en el África subsahariana, donde las calorías procedentes de tierras irrigadas podrían aumentar alrededor de un 60%, ayudando a combatir la malnutrición. Sin embargo, muchos de los lugares con mayor potencial también padecen pobreza energética: grandes fracciones de la demanda energética adicional del riego recaerían en áreas sin acceso fiable a la electricidad, lo que implica que serían necesarias nuevas infraestructuras, microrredes u opciones solares fuera de la red para materializar estos beneficios sin recurrir por defecto al diésel.

El acceso a la energía como nuevo cuello de botella

Al superponer sus mapas de demanda energética del riego con datos sobre redes eléctricas y luces nocturnas, los autores muestran que algo más de la mitad del uso energético actual del riego ocurre en áreas con evidencia clara de electrificación, y esta proporción es aún menor en las zonas de posible expansión. También encuentran que el bombeo de agua subterránea suele dominar la factura energética, especialmente en regiones áridas donde los niveles freáticos están profundos. La tecnología importa: pasar de sistemas de superficie a aspersión puede ahorrar agua pero aumentar el consumo energético; los sistemas de goteo pueden ser eficientes en agua y relativamente menos intensivos en energía, aunque hoy cubren solo una fracción mínima de la superficie irrigada mundial y no son adecuados en todas partes. El estudio subraya que simplemente abaratar o facilitar el acceso al agua y la energía puede provocar efectos de rebote, aumentando las extracciones totales a menos que se establezcan salvaguardas contundentes.

Qué implica esto para nuestra alimentación y el clima

En términos cotidianos, el estudio muestra que gran parte de la seguridad alimentaria futura del mundo depende de si los agricultores en regiones ricas en agua pero pobres en energía pueden disponer de energía asequible y baja en carbono para hacer funcionar las bombas. Ampliar el riego donde hay agua disponible podría aumentar considerablemente las cosechas y la resiliencia frente a choques climáticos, particularmente en el Sur Global, pero hacerlo con diésel elevaría las emisiones y los costes. Planificar conjuntamente los sistemas de riego y de energía —elegir los cultivos, métodos de riego y fuentes de energía adecuados para cada lugar— puede convertir esta demanda energética oculta de una barrera en una oportunidad. Los autores sostienen que sus mapas por cultivo ofrecen una guía práctica para gobiernos, donantes y compañías de servicios para orientar inversiones donde el riego sostenible pueda entregar las mayores ganancias en alimentación, medios de vida y resiliencia climática por unidad de energía empleada.

Cita: Chiarelli, D.D., D’Odorico, P., Fiori, A. et al. Global crop-specific energy demand for irrigation. Nat Commun 17, 2396 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-68902-6

Palabras clave: energía para riego, agricultura sostenible, escasez de agua, nexo agua‑energía‑alimentos, agricultura resistente al clima