Teoría de juegos para integrar la desalación en la gestión sostenible de los recursos hídricos

Un equipo de investigadores del Instituto de Ingeniería del Agua y Medio Ambiente (IIAMA) de la Universitat Politècnica de València ha desarrollado una metodología para facilitar la integración sostenible del agua desalinizada en los sistemas convencionales de abastecimiento. El objetivo es doble: recuperar acuíferos sobreexplotados y garantizar el cumplimiento de los objetivos ambientales establecidos por la Directiva Marco del Agua.

El estudio, liderado por Sergio Grau-Cano, Héctor Macián-Sorribes y Manuel Pulido-Velazquez, y publicado en la revista Desalination, propone aplicar la Teoría de Juegos Cooperativos (CGT, por sus siglas en inglés) como herramienta para distribuir de forma justa los costes del agua desalinizada entre los diferentes usuarios que se benefician de su uso.

El trabajo parte del hecho de que la desalación, aunque constituye una fuente ilimitada y de alta calidad, continúa siendo infrautilizada debido a su coste elevado frente a las fuentes convencionales.

“La investigación demuestra que, si se comparten equitativamente los costes de la desalación entre todos los actores beneficiados, teniendo en cuenta las circunstancias de cada uno de ellos, su uso se convierte en una alternativa viable económica y ambientalmente”, indican los autores de la investigación.

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¿Qué es la Teoría de Juegos Cooperativos?

La Teoría de Juegos es una disciplina matemática que analiza decisiones en contextos de conflicto o cooperación. En su enfoque cooperativo, se centra en cómo grupos de actores (jugadores) pueden formar coaliciones y compartir los beneficios (o costes) derivados de actuar de forma conjunta. A través ella se  pueden calcular soluciones justas, estables y equitativas que aseguren la cooperación entre todos los participantes.

“La CGT permite diseñar estrategias de reparto de costes aceptadas por todos los actores, lo que facilita una integración realista del agua desalinizada en los sistemas hídricos sin generar conflictos de intereses”, explica Sergio Grau-Cano, primer autor del estudio.

Un caso práctico en Castellón: acuíferos y desaladoras en equilibrio

La metodología se ha aplicado a un caso real en la provincia de Castellón, donde los acuíferos de Oropesa-Torreblanca y Plana de Castellón presentan un mal estado cuantitativo debido a la sobreexplotación. La solución propuesta consiste en sustituir parte de las extracciones subterráneas por agua procedente de las desaladoras de Oropesa-Cabanes y Moncofa.

A partir de esta premisa, los investigadores diseñaron un modelo que considera a tres grandes grupos de usuarios: aquellos interesados en emplear la desalación, los que seguirían empleando agua del acuífero de Oropesa – Torreblanca y los que lo harían del acuífero de la Plana de Castellón. Cada uno de ellos presenta distintas necesidades hídricas y capacidades económicas, lo que se refleja en su respectiva participación en el reparto de costes.

“El análisis económico del caso, basado en el valor añadido bruto de cada sector, revela que los usuarios que no usaran desalación estarían interesados en contribuir económicamente a pagar la mitad del coste de la desalación ya que, de lo contrario, podrían ver amenazada su actividad económica ante un escenario de reducción de bombeos. La desalación no solo beneficia a sus usuarios directos, sino a todos los que comparten recurso con ellos”, señala Héctor Macián, investigador del IIAMA.

En este sentido, Manuel Pulido afirma que cuando se reparten los costes de forma proporcional al beneficio real obtenido por cada actor, “el uso del agua desalinizada se convierte en una alternativa viable tanto económica como ambientalmente”.

Aplicable a otras regiones costeras

El estudio subraya que esta metodología es transferible y puede aplicarse en otras regiones costeras afectadas por la sobreexplotación de acuíferos y que disponen de infraestructuras de El modelo permite encontrar soluciones que satisfacen a todas las partes implicadas, evitando conflictos y promoviendo una gestión más sostenible de los recursos.

“Su enfoque interdisciplinar al combinar herramientas económicas, tecnológicas y de gobernanza, tiene un gran potencial para abordar los desafíos asociados al cambio climático y a la escasez de recursos hídricos. Es fundamental diseñar mecanismos que no solo sean técnicamente eficaces, sino también justos para todos los usuarios del recurso”, concluyen los autores del estudio.