Cerca del 75% de la superficie del planeta está cubierta por agua, un elemento esencial y sig- nificativo para todo ser vivo (Altieri, 2016). No obstante, menos del 1% de esterecurso es apto para el consumo o uso humano [World Wildlife Fund(WWf),2012]. Este pequeño porcentaje está en peligro debido a las actividades humanas que contaminan los cuerpos de agua, mediante procesos industriales y la minería que reduce la cantidad disponible. Además, existe, en nume- rosos países del mundo, una gestión deficiente de este recurso que genera desequilibrios entre la oferta y la demanda hídrica (Monforte-García y Cantú-Martínez, 2009). Este problema se am- plía debido al acceso desigual y el crecimiento continuo de la población mundial, que adicio- nalmente provoca un incremento de la demanda del recurso hídrico. Ya para el 2011, la población mundial llegó a los 7.000 millones de individuos y se estima que para 2024 la cifra aumentará en 1.000 millones más. A este ritmo, en el 2045 la población mundial estará cerca a los 9.000 millones [Fondo de Población de las Naciones Unidas (UNFPA), 2011].

Con el crecimiento previsto durante los próximos años, los impactos antropogénicos negativos en los recursos naturales se incre- mentarán también, especialmente respecto a la disponibilidad del agua para uso humano (Altieri, 2016; Arévalo et al., 2011). Para el año 2013 se estimó que 780 millones de personas no tuvieron acceso a agua potable y, alrededor de 2.000 mi- llones no contaron con servicios adecuados de saneamiento [Organización Mundial de la Salud (OMS), 2015]. Según el informe de World Water Development (WWDR3; WWAP, 2009) sobre el desarrollo del agua en el mundo, casi la mitad de la población mundial (47%) vivirá en regio- nes de alto estrés hídrico para el año 2030. Esta proyección es preocupante al conocer que en el 2000 cerca de 508 millones de seres humanos (8%) vivían en regiones con estrés hídrico o con escasez de agua (WWAP, 2009). Este aumento se debe a diferentes factores que influyen en la disponibilidad del agua a escala mundial, como el crecimiento de la población, la contaminación de los cuerpos de agua, el cambio en el uso de la tierra, el cambio climático y el progreso de la sociedad (Davies y Simonovic, 2011).

La mayor cantidad de agua dulce en el mundo (65%) se encuentra en América Latina (Fernández, 2009), donde Ecuador, un país andino, es uno de los países con mayor concentración de redes hí- dricas por unidad de superficie (Tromben, 2011). Ecuador es privilegiado respecto a la cantidad de agua disponible en su territorio, porque cada habitante de la vertiente costera cuenta con una disponibilidad de 4.863,41 m3/habitante/año y los de la vertiente amazónica 172.786,36 m3/habitante/ año (Campos et al., 2014). Estos valores son muy superiores al umbral de Falkenmark que establece 1.700 m3/habitante/año para determinar el estrés hídrico a escala mundial (McCarthy et al., 2001). Sin embargo, la cantidad de agua disponible varia, no sólo dentro de la misma región sino también durante el transcurso del año, cuando existe una marcada diferencia entre la época lluviosa y la época seca (Calles, 2016).

En general, el balance hídrico del Ecuador es positivo para todas las regiones; no obstante, existe una presión sobre el recurso hídrico debi- do a la demanda de los diferentes sectores para satisfacer sus múltiples necesidades [Galarraga, 2000; Secretaría Nacional del Agua (SENAGUA), 2011]. El uso del agua en el país está distribuido en consumo humano (~10%), uso industrial (~10%) y riego (~80%); (SENAGUA, 2013). Sin embargo, no todos los lugares tienen acceso directo a la red pública de agua potable, debido a que existe una fuerte desigualdad en la cobertura de ésta entre las áreas urbanas y rurales, como también entre las diferentes regiones del país (Bell, 2015). En 2012, las zonas urbanas contaron con una cobertura de red de agua potable de 94%, pero las zonas rurales apenas de 36% [Secretaría Nacional de Planificación y Desarrollo (SENPLADES), 2013].

Esta discrepancia entre las diferentes zonas y regiones demanda un estudio referente al estrés hídrico en Ecuador. Así, se pueden identificar las áreas más vulnerables y prioritarias para imple- mentar y mejorar la distribución de este recurso, incluyendo la construcción y optimización de la infraestructura.

Para evaluar las presiones sobre el recurso hídrico, el presente trabajo aplicó un análisis multicriterio a escala regional y local, incluyen- do variables de distribución de la población en el territorio, población en zonas áridas, consumo doméstico estimado de agua, crecimiento pobla- cional y estrés hídrico. Como unidad territorial de análisis se estableció la división cantonal de cada una de las provincias del país, determinando el índice de presión demográfica sobre el agua (IPDA). El estudio analizó los cantones más pobla- dos del Ecuador, donde información climatológica e hidrológica por lo menos de 10 años estaban disponibles. Mediante los resultados obtenidos se generó una herramienta para apoyar la toma de decisiones respecto a la gestión hídrica a nivel gubernamental en el Ecuador.

Ecuador está ubicado en el noroeste de América del Sur. Limita al norte y noreste con Colombia, al sur y sureste con Perú y al oeste con el océano Pacífico, entre las coordenadas geográficas 1°28’N y 5°01’S de latitud y los 75°11’ y 81°00’ de longitud [Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO), 2015]. La cordillera de Los Andes cruza el país de norte a sur, formando una divisoria climática, que ha dado origen a la formación de tres regiones naturales diferentes: la Litoral o Costa, la Interandina o Sierra y la Amazónica u Oriental (FIGURA 1). Aparte de las tres regiones continentales, se define una cuarta región, denominada Insular, que comprende el archipiélago de Colón, provincia de Galápagos, situado a 1.000 km al oeste del Ecuador en el océano Pacífico (Galarraga, 2000).

Cada una de las regiones presenta caracte- rísticas climáticas propias. El clima de la Costa está influenciado por las corrientes marinas del pacífico oriental, particularmente la corriente fría de Humboldt y la corriente cálida del Niño, que determinan en gran medida el régimen de precipitaciones. Esta región tiene una estación lluviosa, entre los meses de diciembre y abril; el resto del año es generalmente seco. Por el contrario, la región Sierra muestra un régimen bimodal, con lluvias máximas en los meses de abril y octubre, simultáneamente con la posición perpendicular del Sol sobre el Ecuador. Sin embargo, existe un período relativamente seco (entre junio y septiem- bre) cuando las precipitaciones son un poco más escasas. Además, el sector interandino presenta una topografía muy irregular, especialmente en la parte alta, donde la topografía forma espacios físicos separados y el clima cambia a cortas distan- cias. La región Amazónica tiene un clima tropical húmedo con lluvias abundantes durante todo el año [Instituto Nacional de Meteorología e Hidrolo- gía (INAMHI), 2006]. En general, la precipitación media anual para todo el territorio del Ecuador es de 2.274 mm, que equivale a 583 km3/año.

Ecuador contiene 31 sistemas hidrográficos, de los cuales 24 corresponden a la vertiente del océano Pacifico, con una superficie total de 124.644 km2 (49 %), y 7 a la vertiente del Amazonas, con una superficie de 131.726 km2 (51 %). Los sistemas hidrográficos están divididos en 79 cuencas, de las cuales 72 pertenecen a la vertiente del océano Pacífico y 7 a la vertiente del Amazonas (FAO, 2016).

FIGURA 1. FIGURA 1. Mapa regional y político-administrativo del Ecuador según cantones más poblados

Sin embargo, el mayor potencial hídrico del país (88%) se ubica en esta última.

La información del Instituto Nacional de Estadística y Censos (INEC, 2017) estima para Ecuador una población de 16.776.977 millones de habitantes, concentrándose principalmente en la región Costa con un total de 8.303.168, seguida por la región Sierra con 7.504.942. El tercer lugar lo ocupa la región Amazónica con 898.547 habi- tantes, y por último la región Insular con 30.890 habitantes. Por esta distribución espacial de la población existen regiones en el país donde el estrés hídrico es evidente, particularmente en la Costa, sur del país y en la zona de transición al desierto del norte de Perú [Comisión Económica para América Latina y El Caribe (CEPAL), 2013]. La división político-administrativa del país comprende 24 provincias, subdividida en 221 cantones, los cuales se subdividen a su vez en 1.500 parroquias.

El crecimiento poblacional en el Ecuador, según los resultados del censo del 2010 realizado por el INEC, indica que las zonas urbanas muestran un incremento de habitantes, siendo que en las zonas rurales ocurre lo contrario, donde se observa una disminución, asociada entre otras cosas a la no accesibilidad de la población a los servicios básicos. Las provincias con mayor crecimiento son: Guayas (código 09), Pichincha (código 17), Manabí (código 13), Los Ríos (código 12) y Azuay (código 01), en ese orden (INEC, 2014). Los cantones denominados Unidades Territoriales de Análisis (UTA’s) fueron codificados atendiendo al Clasificador Geográfico Estadístico (INEC, 2016).

Las FIGURAS 2 a la 7 muestran de forma individual y esquematizada el rango de valores de cada uno de los cinco índices calculados. El IDP (FIGURA 2) muestra la población relativa de cada UTA respecto a la población total de los 55 cantones bajo estudio. Es claramente visible que más de la mitad de la po- blación (57.5%) se concentra solamente en 2 UTA’s [Guayaquil (0901): 29.46% y Quito (1701): 28.06%].

Guayaquil es la ciudad más poblada del Ecuador, seguido por la capital Quito. Los otros cantones con alta concentración de población son generalmente las capitales provinciales (INEC, 2017).

La FIGURA 3 muestra la ubicación de la población que habita en zonas áridas (IPZA) según el índice de aridez. SENAGUA (2011) indica que todas las regiones del Ecuador tienen un balance hídrico positivo; sin embargo, existen cuencas deficitarias que se concentran en la región Costa, particularmente en las provincias Manabí (13), Guayas (09) y El Oro (07). Los cantones más áridos, donde existen cuencas deficitarias, están ubicados en particular en la zona de transición al desierto del norte de Perú. El alto IPZA de estos cantones indica una susceptibilidad a sufrir problemas de abastecimiento hídrico para la población porque la disponibilidad de agua es limitada, por lo menos estacionalmente (INAMHI, 2006). La UTA más susceptible es Machala (0701), no solo por su ubicación en la zona de transición al desierto del norte de Perú sino también por la falta de grandes sistemas higrológicos.

FIGURA 2. FIGURA 2. Indicador de Distribución Espacial de Población (IDP [%])

El mapa del ICDEA (FIGURA 4) guarda relación directa con el IDP. Es evidente que en las zonas con mayor población, el consumo diario de agua es más alto. El consumo de agua más elevado fue estimado para las UTA’s (0901 y 1701) que corres- ponden a los cantones de Guayaquil y Quito, con un valor de 533.081.730,825 l/día y 407.723.093,235 l/día, respectivamente. Alta concentración de personas implica mayor presión sobre el recurso hídrico, porque especialmente las ciudades de mayor ta- maño poblacional muestran un aumento en la demanda. La situación se empeora debido al éxodo rural observado en el Ecuador [Organización de las Naciones Unidas (ONU), 2014]. Las ciudades más afectadas son las capitales provinciales y la capital nacional como también los puertos de ma- yor envergadura del país, donde la concentración de personas es particularmente alta, resultando en una gran demanda de agua (Chías et al., 2007).

FIGURA 3. FIGURA 3. Indicador de Población en Zonas Áridas (IPZA [%])

El ICP (FIGURA 5) indica claramente el éxodo rural observado en Ecuador (ONU, 2014). En el 2001, el 39% de los habitantes ecuatorianos vi- vían en zonas rurales (INEC, 2001), mientras que para el año 2015, el porcentaje disminuyó a 32% [Centro Latinoamericano para el Desarrollo Rural (RIMISP), 2017]. El crecimiento urbano se debe especialmente a los jóvenes del campo (15 a 24 años) que buscan nuevas oportunidades en las ciudades o quieren continuar con sus estudios. En general, la mayor parte de los emigrantes rurales se moviliza hacia las capitales provinciales (93%) y solo el 7% se va al exterior (Villacís y Carrillo, 2012). El fenómeno del éxodo rural tiene mayor incidencia en la provincia de Loja (11), ubicado en el sur del Ecuador, debido a la baja producción agrícola (transición al desierto del norte de Perú) y la escaza oportunidad laboral (Villacís y Carri- llo, 2012). Los 3 cantones con mayor reducción poblacional a escala nacional se encuentran en la provincia de Loja: Gonzanamá (1107; -1.64%), Espíndola (1106; -0.62%) y Quilanga (1115; -0.55%). Por otro lado, también hay que incluir a los extranjeros que migran (inmigrantes) al Ecuador, especialmente de Colombia y Perú; sin embargo, estos inmigrantes se quedan principalmente en las ciudades o donde existen puertos importantes, debido a las mejores condiciones para conseguir trabajo (Cortez y Medina, 2011). Esto se puede ob- servar particularmente en los cantones San Lorenzo (0805; incremento poblacional: 4.11%) y Quinindé (0804; incremento poblacional: 3.28%), los cuales se localizan cerca de la frontera con Colombia y cerca del tercer puerto más importante del Ecua- dor, ubicado en la provincia de Esmeraldas (08).

FIGURA 4. FIGURA 4. Indicador de Consumo Doméstico Estimado de Agua (ICDEA [l/día])

Otro acentuado crecimiento de población se puede observar en la Amazonia, específicamente en los cantones Morona (1401) y Yanzatza (1905), debido a la industria petrolera y minera subsidiada por el estado (Ochoa et al., 2015). En resumen, el mayor crecimiento poblacional se encuentra en las capitales provinciales, cerca de los puertos principales (Guayaquil, Manta y Esmeraldas) y en zonas mineras.

FIGURA 5. FIGURA 5. Indicador de Crecimiento Poblacional (ICP [%])

El índice de estrés hídrico (IEH) está direc- tamente relacionado con la cantidad de agua disponible para la población de la UTA, e indica la capacidad de regulación del recurso hídrico durante el año (Galarraga, 2000). Debido a esto, el IEH guarda una estrecha relación con el IDP y el IPZA, porque los valores más elevados co- rresponden a los cantones más poblados con baja disponibilidad de agua, que se encuentran en su mayoría en la región Costa (FIGURA 6). Las UTA’s más afectadas son Machala (0701; valor: 16.15), Portoviejo (1301; valor: 7.03), y Guayaquil (0901; valor: 5.92). En la Costa los niveles de precipitación son generalmente más bajos comparado con el resto del país y concentrados entre los meses de diciembre y abril (INMAHI, 2006), porque esta región es la más afectada, especialmente las cuen- cas deficitarias y la zona de transición al desierto del norte de Perú. El resto de las UTA’s analizadas presentan generalmente un IEH bajo, debido al balance hídrico anual positivo para todo el terri- torio ecuatoriano (SENAGUA, 2011).

Mediante la combinación de los índices in- dividuales (Ecuación 7) se determinó la presión sobre el recurso hídrico (IPDA) en los 55 canto- nes más poblados del Ecuador (FIGURA 7). Como se ha mencionado antes, existe un desequilibrio en el potencial hídrico en el país; a la región Cos- ta corresponde el 12%, mientras que a la región Amazónica el 88%. Además, la población está con- centrada en las ciudades o cerca de los puertos importantes, por lo que se espera un estrés hídrico elevado en cuencas deficitarias con alta densidad poblacional. Por esta razón, los pesos específicos más altos para los índices individuales (CUADRO 2) fueron asignados a IPZA (0.40) y IDP (0.25), los cuales indican la concentración de personas en zonas áridas.

FIGURA 6. FIGURA 6. Índice de Estrés Hídrico (IEH)

De los 55 cantones analizados solo 6 tienen un IPDA moderado a alto, de los cuales 5 se encuen- tran en la región Costa en cuencas deficitarias con problemas de abastecimiento de agua (Galarraga, 2000; SENAGUA, 2013), y solo uno en la región Sierra [Quito (1701)]. Los 3 catones con IPDA altos están ubicados en la región Costa (Machala (0701): 0.66; Portoviejo (1301): 0.51; y Guayaquil (0901): 0.46; Figura 7), donde existen cuencas deficitarias y alta concentración poblacional. El elevado IPDA lleva a problemas de abastecimiento de agua para con- sumo doméstico, porque las cuencas circundantes no suministran suficiente agua para la demanda (SENAGUA, 2011). Los problemas se agravarán en el futuro debido al crecimiento de la población previsto para estos cantones.

FIGURA 7. FIGURA 7. Mapa del Índice de presión demográfica sobre el recurso hídrico (IPDA)

Quito es el único cantón interandino con un IPDA moderado, siendo la capital de Ecuador y la segunda ciudad más poblada del país. Debi- do a esto, la presión o demanda sobre el recurso hídrico es generalmente alta (FAO, 2013), por lo que se implementaron diferentes programas de optimización del uso del agua en la ciudad du- rante los últimos años, incluyendo la protección de las cuencas hidrográficas de aporte [Empresa Pública Municipal de Agua Potable y Saneamiento de Quito (EPMAPS), 2017]. Sin embargo, en zonas urbanas, la expansión constante del alcantarillado y los consiguientes aumentos en el volumen de aguas residuales, debido al crecimiento poblacional, provocan una presión adicional sobre el recurso hídrico, así como también sobre las instalaciones de tratamiento existentes (Quentin et al., 2007).

La región Amazónica no muestra cantones con estrés hídrico, debido a la baja densidad poblacional y la alta disponibilidad del recurso (172.786,36 m3/ habitante/año; Campos et al., 2014; CEPAL, 2013). Sin embargo, en muchas zonas rurales no existe infraestructura hidráulica adecuada.

El presente trabajo da una visión general sobre la demanda de agua y el crecimiento de la población en los 55 cantones más poblados del Ecuador. El IPDA fue obtenido en función de 5 índices: distri- bución de la población (IDP), población en zonas áridas (IPZA), consumo doméstico estimado de agua (ICDEA), crecimiento poblacional (ICP) y es- trés hídrico (IEH), que permitió identificar las zonas más vulnerables respecto al déficit del recurso hídrico. Los resultados obtenidos corresponden a la presión demográfica sobre el recurso hídrico en función de la demanda para abastecimiento y consumo doméstico, sin considerar otros usos consuntivos del agua como la agricultura y la in- dustria debido a la escasa disponibilidad de datos. Las UTA’s más afectadas se encuentran en la región Costa (Machala, Portoviejo y Guayaquil), donde existen cuencas deficitarias con problemas de abastecimiento de agua y concentraciones masivas de habitantes. Estas UTA’s contienen las capitales provinciales y los puertos principales (Guayaquil, Manta y Esmeraldas) del país. Debido a esto, son los principales destinos para la migra- ción de extranjeros y del éxodo rural. Los valores mínimos corresponden a la Amazonía debido a la baja densidad poblacional y la alta disponibilidad del recurso hídrico.

Las UTA’s más vulnerables tienen una densi- dad poblacional del territorio muy alta y al mismo tiempo una baja cantidad de agua disponible per cápita. Esto se debe a las condiciones climáticas presentes, que muestran una variación estacional bien marcada (estación húmeda y estación seca), que influye directamente en la disponibilidad del agua durante ciertas temporadas del año y la calidad de este. La distribución espacial identificada de las zonas más vulnerables respecto al estrés hídrico puede servir como base para la implementación de acciones para la gestión del agua y como refe- rencia para futuros trabajos de investigación que evalúen la evolución de la presión demográfica sobre el agua.