Un estudio de la Universidad Estatal de Pensilvania, basado en más de 7.000 puntos de observación y modelos de inteligencia artificial, revela que las regiones áridas pueden registrar concentraciones elevadas de nitratos incluso lejos de ciudades y explotaciones agrícolas.
Redacción: Redacción Noticias de la Tierra
Editor: Karem Díaz S.
Los ríos que atraviesan regiones secas del planeta pueden presentar concentraciones elevadas de nitratos incluso cuando se encuentran lejos de grandes ciudades, industrias o zonas agrícolas. Esta es una de las principales conclusiones de una investigación internacional dirigida por científicos de la Universidad Estatal de Pensilvania, en Estados Unidos, que ha identificado la aridez climática como un factor importante para comprender la distribución mundial de este contaminante.
El estudio, publicado el 12 de noviembre de 2026 en la revista científica Science, utilizó millones de mediciones de calidad del agua procedentes de más de 7.000 tramos fluviales para desarrollar un modelo capaz de estimar las concentraciones de nitratos en aproximadamente 2,9 millones de segmentos de ríos distribuidos por el planeta.
Los resultados muestran que la contaminación por nitratos no depende exclusivamente de las actividades humanas. Aunque la agricultura y las descargas urbanas continúan siendo fuentes importantes, las condiciones climáticas también influyen sobre la acumulación y el transporte de estos compuestos.
La investigación fue encabezada por Kayalvizhi Sadayappan, investigadora posdoctoral de Ingeniería Civil y Ambiental, y Li Li, profesora de Ingeniería Ambiental de la Universidad Estatal de Pensilvania.
El descubrimiento modifica una interpretación habitual de la contaminación fluvial: la presencia de concentraciones elevadas de nitratos no siempre indica que exista una fuente humana importante en las proximidades del río.
Los nitratos también se acumulan en regiones poco habitadas
Los nitratos son compuestos nitrogenados presentes de manera natural en el ambiente. Se generan mediante procesos biogeoquímicos relacionados con el ciclo del nitrógeno y también llegan a los sistemas acuáticos a través de fertilizantes, aguas residuales y otras actividades humanas.
Cuando sus concentraciones aumentan excesivamente, pueden alterar el equilibrio ecológico de ríos, lagos y otros cuerpos de agua.
Tradicionalmente, las investigaciones sobre contaminación por nitratos han prestado especial atención a las regiones agrícolas intensivas y a los territorios con elevada densidad de población.
Estas zonas reciben aportes importantes de nitrógeno procedentes de fertilizantes, residuos ganaderos, sistemas de saneamiento y descargas urbanas.
Sin embargo, el nuevo estudio identificó concentraciones inesperadamente elevadas en regiones áridas donde la influencia directa de estas actividades es reducida.
Uno de los ejemplos más llamativos corresponde al desierto del Sahara, en el norte de África.
Según los investigadores, determinados cursos de agua de esa región presentan concentraciones estimadas de nitratos comparables, e incluso superiores en algunos casos, a las de regiones húmedas del sudeste asiático con mayor desarrollo urbano y agrícola.
El resultado es importante porque demuestra que la ausencia de grandes fuentes humanas no garantiza necesariamente concentraciones bajas de nitratos.
Las características del clima y la circulación del agua pueden favorecer la acumulación de compuestos nitrogenados durante períodos prolongados.
Por qué los ambientes secos favorecen la acumulación de nitratos
En las regiones húmedas, las precipitaciones y la circulación continua del agua pueden transportar los compuestos disueltos a través de los suelos y las redes fluviales.
En los ambientes áridos, este movimiento es mucho más limitado.
Las lluvias escasas y los largos períodos sin escorrentía reducen la capacidad del agua para movilizar y eliminar determinadas sustancias acumuladas en el territorio.
Como consecuencia, los nitratos producidos naturalmente pueden permanecer durante años en los suelos y otros reservorios ambientales.
Cuando se producen episodios de lluvia o aumenta temporalmente el caudal de los ríos, parte de estos compuestos puede incorporarse a los cursos de agua.
Los investigadores consideran que este mecanismo ayuda a explicar las concentraciones elevadas detectadas por el modelo en regiones secas.
El estudio también identificó una relación entre las condiciones climáticas de largo plazo, especialmente la temperatura media y la precipitación anual, y las concentraciones de nitratos.
Sin embargo, los resultados no permiten atribuir automáticamente cada concentración elevada a un único mecanismo.
La composición de los suelos, las características de las cuencas, la presencia de vegetación y los procesos biológicos también pueden modificar el comportamiento del nitrógeno.
La relación entre sequía y calidad ambiental ya ha sido examinada desde otras perspectivas, como las investigaciones sobre los efectos de las temperaturas elevadas y los períodos secos sobre los microorganismos que habitan los ríos.
El nuevo trabajo amplía ese conocimiento al analizar específicamente cómo las condiciones de aridez se relacionan con la distribución mundial de nitratos.
Inteligencia artificial para estudiar millones de tramos fluviales
Una de las principales dificultades para investigar la calidad del agua a escala mundial es la distribución desigual de las estaciones de seguimiento.
América del Norte y Europa cuentan con redes relativamente extensas de medición, mientras que numerosas regiones de África, Asia y otros territorios presentan importantes vacíos de información.
Estas diferencias dificultan comparar la contaminación fluvial entre países y ecosistemas.
Para superar parcialmente esta limitación, el equipo recopiló millones de registros de concentración de nitratos correspondientes a más de 7.000 segmentos de ríos.
Posteriormente, utilizó algoritmos de aprendizaje automático para identificar relaciones entre las concentraciones observadas y las características ambientales de las cuencas.
Los científicos incorporaron 26 variables relacionadas con el clima, los usos del suelo y las propiedades edáficas.
Entre ellas se encontraban indicadores de temperatura, precipitación, características del territorio y presencia de actividades humanas.
El procedimiento permitió construir aproximadamente 1.000 modelos entrenados con diferentes subconjuntos de los datos disponibles.
Esta estrategia también ayudó a evaluar la incertidumbre de las predicciones.
Una parte de las mediciones fue reservada para comprobar cómo respondían los modelos ante observaciones que no habían sido utilizadas durante su entrenamiento.
Con este sistema, los investigadores reconstruyeron un mapa global de concentraciones estimadas de nitratos que comprende cerca de 2,9 millones de tramos fluviales.
El mapa no representa mediciones directas realizadas en cada uno de esos lugares. Se trata de estimaciones obtenidas mediante relaciones estadísticas aprendidas a partir de los datos disponibles.
Esta diferencia resulta especialmente importante en regiones donde existen pocas observaciones reales.
El Sahara aparece entre las regiones con concentraciones inesperadas
La comparación de los resultados permitió identificar zonas donde las concentraciones estimadas de nitratos eran superiores a las que cabría esperar considerando únicamente la actividad humana.
El Sahara constituye uno de los ejemplos más destacados.
Aunque amplias zonas del desierto presentan una población reducida y escasa actividad agrícola, el modelo identificó concentraciones elevadas en determinados sistemas fluviales.
Los investigadores atribuyen este comportamiento, de manera probable, a la acumulación natural de nitratos bajo condiciones de escasa circulación del agua.
El fenómeno resulta especialmente relevante en pequeños cursos de cabecera que solamente transportan agua durante determinadas épocas.
En estos ambientes, la intermitencia del flujo puede favorecer largos períodos de acumulación de sustancias antes de que sean movilizadas.
Los resultados también muestran que no todos los ríos situados en regiones húmedas presentan concentraciones elevadas, incluso cuando atraviesan territorios con actividad humana considerable.
Esto no significa que los aportes agrícolas o urbanos sean irrelevantes.
Por el contrario, el equipo encontró que las actividades humanas continúan ejerciendo una influencia predominante sobre numerosas zonas de contaminación.
La novedad consiste en demostrar que la aridez puede aumentar las concentraciones de nitratos independientemente de esas fuentes.
La contaminación del agua requiere indicadores más completos
Los resultados también ponen de manifiesto las dificultades de evaluar el estado ambiental de un río utilizando solamente un conjunto limitado de parámetros.
La concentración de nitratos constituye un indicador importante, pero no describe por sí sola todas las condiciones ecológicas de un ecosistema fluvial.
La presencia de otros nutrientes, sustancias químicas, microorganismos y cambios en las propiedades físicas del agua puede modificar considerablemente su estado.
Por ejemplo, una investigación sobre la calidad del agua y la respuesta de los microorganismos en el río Guadalquivir mostró que los indicadores biológicos pueden revelar señales de estrés ambiental que no siempre aparecen en las evaluaciones fisicoquímicas habituales.
En ese caso, el análisis de las comunidades microbianas permitió detectar alteraciones ecológicas en sectores donde los parámetros convencionales ofrecían resultados relativamente favorables.
Ambas investigaciones abordan problemas distintos, pero coinciden en la necesidad de combinar diferentes fuentes de información para comprender la calidad ambiental de los ríos.
En el estudio de la Universidad Estatal de Pensilvania, la incorporación de variables climáticas permitió identificar patrones que habrían pasado inadvertidos si el análisis se hubiera limitado a la intensidad de las actividades humanas.
Unos 500 millones de personas viven cerca de ríos con nitratos elevados
La investigación también examinó la distribución de la población en relación con los cursos de agua donde el modelo estimó concentraciones de nitratos potencialmente preocupantes.
Según Li Li, aproximadamente 500 millones de personas viven cerca de ríos cuyas concentraciones de nitratos superan niveles que pueden estar asociados con efectos adversos sobre la salud.
Esta cifra no significa que todas esas personas consuman agua contaminada ni que estén expuestas directamente a concentraciones peligrosas.
La proximidad geográfica a un río no permite determinar por sí sola la calidad del agua utilizada para consumo humano.
Para evaluar la exposición real sería necesario conocer las fuentes de abastecimiento, los tratamientos aplicados y las concentraciones presentes en el agua efectivamente consumida.
El estudio destaca, no obstante, que las concentraciones elevadas de nitratos constituyen un problema ambiental que puede extenderse más allá de los territorios agrícolas intensivos.
Los nitratos también pueden contribuir a la eutrofización de los ecosistemas acuáticos cuando existe un exceso de nutrientes disponibles.
Este proceso puede favorecer proliferaciones de algas y alterar las concentraciones de oxígeno disuelto, con consecuencias para diferentes organismos.
Las investigaciones sobre el uso de sensores instalados en drones para detectar contaminación por fertilizantes muestran cómo las nuevas tecnologías pueden complementar las mediciones tradicionales de calidad del agua.
Sin embargo, las herramientas de vigilancia deben adaptarse a las características de cada cuenca y distinguir entre diferentes fuentes y procesos de acumulación.
Los modelos globales todavía presentan limitaciones importantes
A pesar de la amplitud del análisis, los investigadores reconocen que existen incertidumbres relacionadas con la distribución de los datos utilizados.
La mayoría de las mediciones disponibles procede de regiones templadas con sistemas de vigilancia relativamente desarrollados.
En contraste, numerosos territorios áridos cuentan con pocas estaciones de seguimiento y registros históricos limitados.
Esto significa que las estimaciones correspondientes a determinadas regiones deben interpretarse con especial cautela.
Los modelos de aprendizaje automático permiten reconocer relaciones complejas entre numerosas variables, pero no sustituyen las observaciones directas ni demuestran por sí solos todos los mecanismos físicos y químicos responsables de los patrones identificados.
Por ejemplo, una asociación estadística entre aridez y concentración de nitratos no permite establecer automáticamente cuánto nitrógeno se acumula en un suelo concreto o durante cuántos años permanece almacenado.
Para responder esas preguntas se necesitan mediciones de campo y estudios hidrológicos específicos.
El equipo considera especialmente importante ampliar las redes de seguimiento en regiones donde actualmente existen pocos datos.
Las nuevas observaciones permitirían comprobar las predicciones, reducir la incertidumbre y determinar con mayor precisión cómo varían las concentraciones de nitratos entre estaciones húmedas y secas.
La vigilancia de los ríos deberá considerar el clima y el uso del suelo
Los resultados tienen implicaciones para la gestión de cuencas hidrográficas y el diseño de programas de seguimiento ambiental.
Hasta ahora, numerosas estrategias de control de nitratos se han concentrado principalmente en reducir los aportes procedentes de fertilizantes y aguas residuales.
Estas medidas continúan siendo fundamentales en las regiones donde las actividades humanas constituyen las principales fuentes de nitrógeno.
Sin embargo, el nuevo estudio indica que también es necesario considerar la influencia de las condiciones climáticas sobre las concentraciones presentes en los ríos.
En regiones áridas, la escasa disponibilidad de agua puede favorecer la acumulación de nitratos incluso cuando los aportes humanos son relativamente bajos.
Esto significa que la reducción de determinadas fuentes contaminantes no necesariamente eliminará todas las concentraciones elevadas observadas en una cuenca.
Los investigadores plantean que el seguimiento de la calidad del agua debe incorporar información sobre temperatura, precipitaciones, características del suelo y funcionamiento hidrológico.
El uso de modelos globales puede ayudar a identificar territorios donde conviene ampliar las mediciones, especialmente cuando las redes de vigilancia son insuficientes.
La necesidad de comprender las interacciones entre contaminación y funcionamiento de los ecosistemas también aparece en estudios sobre la capacidad de las comunidades bacterianas para revelar alteraciones ambientales en los ríos.
En conjunto, estas investigaciones muestran que la calidad del agua depende tanto de las sustancias presentes como de las condiciones naturales que regulan su transporte y transformación.
Una nueva perspectiva sobre la contaminación fluvial mundial
El trabajo publicado en Science aporta una explicación adicional para comprender por qué algunos ríos presentan concentraciones elevadas de nitratos lejos de las principales fuentes de contaminación humana.
La investigación demuestra, mediante un análisis estadístico de alcance mundial, que la aridez climática está asociada con concentraciones superiores de estos compuestos en numerosos sistemas fluviales.
Los autores proponen que la acumulación natural de nitratos durante períodos prolongados de escasa circulación del agua constituye uno de los mecanismos capaces de explicar este patrón.
La conclusión no elimina la importancia de la contaminación agrícola y urbana, sino que amplía el conjunto de factores que deben considerarse al estudiar los recursos hídricos.
El modelo desarrollado por el equipo permite identificar regiones que requieren investigaciones adicionales y proporciona una herramienta para orientar futuras campañas de observación.
También plantea nuevas preguntas sobre cómo pueden evolucionar las concentraciones de nitratos en territorios donde cambien las precipitaciones, la temperatura y la disponibilidad de agua.
Los investigadores advierten que una mayor aridez podría intensificar los problemas de calidad del agua en determinadas regiones, aunque la magnitud de ese efecto dependerá de las condiciones locales.
El hallazgo subraya que la contaminación fluvial no puede interpretarse únicamente a partir de la presencia de actividades humanas: el clima y el funcionamiento natural de las cuencas también participan en la distribución de sustancias que afectan a los ecosistemas acuáticos.
Fuentes referenciales:
Universidad Estatal de Pensilvania — Nitrate pollution in rivers linked to dry climates, not just human activity (12 de noviembre de 2026)
Science — Climate aridity amplifies global riverine nitrate beyond human inputs (2026)
Zenodo — Datos y modelos de concentraciones mundiales de nitratos fluviales, Kayalvizhi Sadayappan y Li Li (2026)
