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_____________________________________________________________________ LA HUELLA ECOLÓGICA DEL AGUA Dr. Manuel Guerrero Legarreta · Septiembre 02 de 2008

• Necesitamos un medio ambiente para obtener los recursos y acomodar los desechos • Recursos

– Agua – Energía – Materias primas

• Desechos – Agua – Energía gastada y gases – Residuos

• Hoy en día el impacto (o huella) ecológico de la humanidad en su conjunto es 23% mayor que lo que el planeta puede regenerar por sí mismo.

• Eso quiere decir que le toma a la Tierra casi un año y tres meses regenerar lo que gastamos en un año.

• Este tema no ha sido adecuadamente tratado y constituye una amenaza que ha sido soslayada.

• No es inevitable seguir por este camino, pero hay que emprender acciones, fundamentalmente de cooperación.

Para ver con más facilidad ha dónde ha llegado la Humanidad, comprimimos en un año su historia desde el surgimiento de la civilización:

– 1 de enero: inicio de la civilización (80,000 años atrás) – 31 de diciembre: día de hoy

Primero, veremos el calendario cósmico y luego el humano. El calendario cósmico

___

113

____________________________________________________________________

Años

56,250 Formación de la Tierra

43,750 Surge la vida

875 Aparición de los mamíferos

812 Extinción de los dinosaurios

562Eosimias Sinensis: primer

antecesor del Homo

Años Meses

46Huellas de Laetoli:

evidencia de un ser bípedo

24 Aparece el Homo habilis

6 3Aparece el Hombre de

Neanderthal

1 6

Empieza el Paleolítico

medio; el hombre se

empieza a organizar;

primeros entierros

114

____________________________________________________________________ El calendario humano

ENE

D L M M J V S

1 2 3 4 5 6 7

8 9 10 11 12 13 14

15 16 17 18 19 20 21

22 23 24 25 26 27 28

29 30

Paleolítico medio; primeros

vestigios de civilización

FEB MAR ABR MAY JUN

115

____________________________________________________________________

JUL

D L M M J V S

1

2 3 4 5 6 7 8

9 10 11 12 13 14 15

16 17 18 19 20 21 22

23 24 25 26 27 28 29

30 31

Inicio del paleolítico superior;

coexisten el Cro Magnon y el

Neanderthal

SEP

D L M M J V S

1 2

3 4 5 6 7 8 9

10 11 12 13 14 15 16

17 18 19 20 21 22 23

24 25 26 27 28 29 30

Desaparece el Neanderthal

(¿se mezcla con el Cro Magnon?)

116

____________________________________________________________________

OCT

D L M M J V S

1 2 3 4 5 6 7

8 9 10 11 12 13 14

15 16 17 18 19 20 21

22 23 24 25 26 27 28

29 30 31

El hombre se dispersa;

primeras migraciones a

América

NOV

D L M M J V S

1 2 3 4

5 6 7 8 9 10 11

12 13 14 15 16 17 18

19 20 21 22 23 24 25

26 27 28 29 30

Mujer de

TepexpanLentejas, almendras y

pistaches en una cueva

de Grecia

Agricultura

en Egipto Inicia el

Neolítico

NOV

DDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDD L

555555555555555555555555 6

12 13

19 20

26 27 28

117

____________________________________________________________________

DIC

D L M M J V S

1 2

3 4 5 6 7 8 9

10 11 12 13 14 15 16

17 18 19 20 21 22 23

24 25 26 27 28 29 30

31

Babilonia llega a

200,000 habitantes

Fundación de

Constantinopla

Llegada de los aztecas

a Mesoamérica

Imprenta de

Gutenberg

Primeros

mecanismos

de relojería

Empieza la

Edad Media

Tenochtitlán;

tiene

350,000

habitantes

Grandes

pirámides de

Egipto

Pericles;

Alejandro Magno

Nacimiento de

Jesucristo

Fundación de

Roma

El 30 de diciembre

hora

00:00:0 primer FFCC en vías de madera

02:03:18 máquina de vapor de Tomás Savery

05:21:16 máquina de vapor de Tomás Newcomen

06:58:57 textilera mecanizada de Paul y Wyatt

09:49:46 máquina textil de Esteban Crompton

09:49:46 Nicolás Cugnot crea el primer vehiculo automóvil mecánico

10:48:54 mejora de Watts a las máquinas de vapor

11:30:19 primer dirigible (Jean Pierre Blanchard)

118

____________________________________________________________________

30 de diciembre

El 31 de diciembre

hora

15:27:32 Se extiende el uso de la locomotora diesel

18:11:47 El avión más popular es el Boeing 707

18:44:38 Se funda la OPEP

18:51:13 Yuri Gagarin, primer astronauta

19:33:46 Neil Armstrong camina en la Luna

20:10:03 Primera crisis petrolera

20:16:37 Se anuncian los grandes yacimientos mexicanos

20:29:47 Primera devaluación del peso desde los cincuentas

20:42:54 Segunda crisis petrolera

20:53:02 La huella ecológica del planeta excede su biocapacidad

22:16:53 Conferencia ONU para el Ambiente y el desarrollo: huella ecológica

22:22:27 Introducción del concepto de agua virtual

23:08:44 Resoluciones del Milenio

23:21:35 Introducción del concepto de huella del agua

23:52:26 La Huella de Agua de la Naciones

119

____________________________________________________________________

hora

01:39:43 Primer FFCC en acero Ricardo Trevithick

02:25:43 Primer FFCC exitoso Juan Blekinsop

04:04:16 FFCC para explotar una cantera de granito en Massachusetts

08:20:29 Hay más barcos de vapor que de vela

08:46:46 FFCC transcontinental (EEUU)

08:53:20 Sigfrido Marcus construye en Viena el primer auto gasolina

10:18:45 FFCC eléctrico (Magnus Volk) en Brighton, Inglaterra

10:31:53 Primer auto comercial de gasolina (Benz)

11:31:01 Karl Benz vende su modelo "Velo"

11:37:35 Primer FFCC interurbano (Suecia)

12:30:09 los hermanos Wright hacen el primer vuelo

13:03:00 se comercializa masivamente el Ford modelo T

15:07:50 Vuelo sin escalas de Lindbergh a través del Atlántico

31 de diciembre a. m.

04:04:16

18:00:00

11:31:01

02:25:4315:27:32

10:31:53

120

____________________________________________________________________

12:30:09

18:11:47

19:33:46

19:01:0018:35:04

17:57:42

31 de diciembre p. m.

hora

15:27:32 Se extiende el uso de la locomotora diesel

18:11:47 El avión más popular es el Boeing 707

18:44:38 Se funda la OPEP

18:51:13 Yuri Gagarin, primer astronauta

19:33:46 Neil Armstrong camina en la Luna

20:10:03 Primera crisis petrolera

20:16:37 Se anuncian los grandes yacimientos mexicanos

20:29:47 Primera devaluación del peso desde los cincuentas

20:42:54 Segunda crisis petrolera

20:53:02 La huella ecológica del planeta excede su biocapacidad

22:16:53 Conferencia ONU para el Ambiente y el desarrollo: huella ecológica

22:22:27 Introducción del concepto de agua virtual

23:08:44 Resoluciones del Milenio

23:21:35 Introducción del concepto de huella del agua

23:52:26 La Huella de Agua de la Naciones

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____________________________________________________________________

• Los combustibles fósiles ofrecen movilidad • Los tiempos de desplazamiento han disminuido sustancialmente • Ha habido una globalización de insumos • Y también de dispersión de los residuos

Se ha provocado una redistribución de los recursos …Pero ® no es posible satisfacer las necesidades proyectadas de una creciente población

mundial con la economía actual ® el modelo occidental – basado en el consumo de hidrocarburos, centrado en el

automóvil y con bienes desechables – no sirve ® la economía global no puede expanderse indefinidamente con el deterioro de los

ecosistemas que conlleva

20:53:02Demanda vs biocapacidad

Hu

ella e

co

lóg

ica (

nú

mero

de T

ierr

as n

ecesari

as

demanda biocapacidad

Conceptos básicos: el aprovechamiento de la energía

• La forma básica de energía la provee el mismo planeta con su fuerza gravitacional. • La otra la da el Sol. • Juntos provocan caídas de agua, vientos, mareas (con ayuda de la Luna). • Los animales proveyeron hasta finales del siglo XIX la fuerza para transportarse y

mover la industria.

122

____________________________________________________________________

A finales del siglo XVII y principios del XVIII se

aprendió a dominar la fuerza del fuego.

Bajo el mismo principio

(la caldera) se generó la

energía secundaria: la

electricidad, que puede

transportarse a grandes

distancias y su aplicación

es muy flexible, aunque

es muy caro almacenarla

a

123

_____________________________________________________________________

El descubrimiento de los combustibles fósiles – primero carbón y más tarde petróleo – promovió el transporte económico, seguro y a grandes distancias.

… pronto se hizo masivo

• 2,000 millones de personas que no tienen acceso a electricidad y 1,000 millones la

obtienen de fuentes muy caras (baterías o generadores a base de keroseno) • En los países subdesarrollados se tienen que importar los combustibles requeridos

para transporte y generación eléctrica; los costos de operación de las plantas de generación suelen ser altos por su mal estado y alta ineficiencia de conversión

• Esas gentes generan un impacto negativo en el ambiente.

__

124

_____________________________________________________________________

Conceptos básicos: el agua en la Tierra.

fuente volumen (km3) porcentaje

océanos 1,320,500,000 97.22%

capas de hielo 29,000,000 2.13%

agua subterránea 8,300,000 0.611%

glaciares 210,000 0.015%

lagos de agua dulce 125,000 0.009%

mares internos (salados) 104,000 0.008%

humedad de la tierra 67,000 0.005%

atmósfera 13,000 0.001%

ríos 1,250 0.0001%

total 1,358,320,250 100.00%

agua disponible globalmente = 0.321%

fuente volumen (km3) porcentaje

agua subterránea

disponible

4,150,000 0.306%

lagos de agua dulce 125,000 0.009%

humedad de la tierra 67,000 0.005%

atmósfera 13,000 0.001%

ríos 1,250 0.0001%

total 4,356,250 0.321%

___

125

_____________________________________________________________________

___

126

____________________________________________________________________

disponibilidad natural media per cápita

(1970 - 2020) (m3 / hab)

9,880

7,128

5,864

4,7084,250 3,936

0

2,000

4,000

6,000

8,000

10,000

1970 1980 1990 2000 2010 2020

destino de la precipitación

73%

22%

5%

Evotranspiración

Escurrimiento natural medio

superficial interno

Recarga media de acuíferos

• El agua se acumula el agua en – la atmósfera, – la superficie terrestre y – la subterránea.

• El agua de la atmósfera se mueve de una parte a otra del planeta. • La almacenada en los otros dos compartimentos depende muchos factores

geológicos. • Si pudiéramos conocer los parámetros del ciclo hidrológico podríamos predecir su

comportamiento, tanto localmente como globalmente. • Una dificultad es que el ciclo tiene variaciones que ocurren en tres escalas

diferentes de tiempo

127

____________________________________________________________________

1 min

1 hr.

1 día.

1 mes

1 año

10 años

100 años

Movimientos agua

superficiales

Sistema pluvial

Movimientos agua

subterránea

Procesos en océanos

Los movimientos se acoplan los impactos globales

LA COMPETENCIA POR LOS RECURSOS

LAS COMUNIDADES URBANAS Y RURALES

• En 1950, la población mundial era de 2,500 millones de personas

• En los inicios del siglo XXI supera los 6,000 millones, un aumento de casi el 150%

• La proporción de la población global que vivía en áreas urbanas aumentó de un 29% a un 47%

• Para 2010, será más del 50%

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Crecimiento de la población

0

1,000

2,000

3,000

4,000

5,000

6,000

7,000

2000 AC 1000 AC 1000 2000

millo

ne

s

Crecimiento de la población 1950 - 2050

0

1,000

2,000

3,000

4,000

5,000

6,000

7,000

8,000

9,000

10,000

1950

1955

1960

1965

1970

1975

1980

1985

1990

1995

2000

2005

2010

2015

2020

2025

2030

2035

2040

2045

2050

ha

bit

an

tes

(m

illo

ne

s)

129

____________________________________________________________________

130

____________________________________________________________________

Una encrucijada

• Existen 15.71 hectáreas globales por

habitante

• Si todos los habitantes consumieran el

promedio, se requerirían 23.47

• Esto quiere decir que ya nos falta media

Tierra

131

____________________________________________________________________

bosques pastizales pesca tierras de cultivo

8.88

(38%)

6.33

(27%)

5.2

(22%)

)

3.06

(13%)

total = 23.47

6.777.13

2.79

6.78

emisiones

(hogar, energía

y transporte)

alimentación vivienda bienes y

servicios

total = 23.47

¿Nos alcanza el planeta para satisfacer las necesidades de todos los seres vivos que lo

habitamos?

Una nueva herramienta

el agua y la energía escondidos (1)

• Todos los seres vivos tenemos una proporciónalta de agua en nuestros organismos; esa aguaestá sujeta a un mini ciclo hidrológico

• Estos procesos están acompañados porintercambios de materia y de energía, sujetos alas mismas leyes de la termodinámica que lossistemas grandes

• Los objetos inanimados, minerales o productosmanufacturados, tienen también su parte deagua y energía incluidos

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____________________________________________________________________

El agua y la energía escondidos (3)

• Una taza de café no se prepara solamente con250 mililitros de agua y 50 gramos de café; esnecesario suministrar energía para calentar alagua y percolar al café.

• Además el café se plantó y consumió agua paracrecer, se emplearon fertilizantes (querequirieron agua y energía para elaborarlos), secortó, secó, tostó y transportó, lo que requiriómás agua y combustibles

• Los combustibles fueron elaborados por unproceso industrial muy complejo, desde laextracción del petróleo, su transporte,refinación, almacenamiento y distribución).

El agua virtual y la huella de agua

• El agua virtual o agua embebida es la que se necesitapara elaborar un producto o un servicio (agua dulce).

• Debe tomarse en cuenta para estimar el impacto de laactividad.

• Distingue hábitos de consumo y niveles de vida.

• Exhibe por qué los recursos se ven limitados.

• Varía entre las regiones, debido a la diferente capacidadtecnológica, productividad y condiciones ambientales

• La huella es la marca que dejan nuestros hábitos en elecosistema

• Por ejemplo:

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____________________________________________________________________

Manzana

huella de agua: 70 litros por una manzana de 100 gramos.

Un vaso de jugo de manzana (200 ml) significa aproximadamente190 litros de agua.

Referencias UK Institute of Food Research (http://www.ifr.ac.uk/public/FoodInfoSheets/applefacts.html)

US Apple Asocciation (http://www.usapple.org/)

Cerveza

huella de agua: 75 litros por vaso (250 ml).

La mayor parte del agua virtual esta en la producción de la cebada

Cebada

huella de agua: 1,300 litros por kilogramo.

La producción de cebada en el mundo consume alrededor de 190 mil millones de metros cúbicos de agua

anualmente, que es el 3% del uso agrícola de agua en el mundo.

Referencia: US National Barley Foods Council (www.barleyfoods.org)

Pan

huella de agua: 40 litros por rebanada de pan de trigo (30 g)

La producción del trigo consume 1,300 litros de agua por kilograma (promedio global)

Carne

huella de agua: 1,500 litros por kilograma

En la producción industrial de reses toma tres años antes de que el animal esté listo para sacrificarse y generar

200 kilogramos de carne (sin hueso). El animal consume 1,300 kg de granos, 7,200 kg de forraje, bebe 24 m3 de

agua y requiere 7 m3 adicionales para servicios.

Queso

huella de agua: 5,000 litros por kilogramo

Para producir un kilogramo se necesitan 10 litros de leche, que dan al mismo tiempo 7.3 litros de suero, que tiene

aproximadamente el mismo valor de mercado que el queso. Para estos 10 litros de leche, se requirieron 10,000

litros de agua.

Referencia: Food-Info.net (http://www.food-info.net/uk/dairy/cheese-production.htm)

Leche

huella de agua; 1,000 litros por litro de leche. Un vaso (200 ml) significa 200 litros de agua; beber un vaso

de agua requiere un poquito más que el agua misma.

1 litro de leche produce 200 gramos de leche en polvo, o sea que la huella de la leche en polvo es 5 veces la

de la leche fresca (5000 litros por kilogramo)

Pollohuella de agua: 3,900 litros par cada kilogramo de carne de pollo

A un pollo en una granja avícola le toma 10 semanas alcanzar el tamaño adecuado para producir 1.7

kilogramos de carne. En ese tiempo consume 3.3 kg de granos, 20 litros de agua y se requieren 10 litros

adicionales para servicios. Para producir 2 kg de alimento se consumen 3.9 m3 de agua.

Naranja

huella de agua: 50 litros por naranja (100 g). Un vaso de jugo (200 ml) significa 170 litros de agua.

Referencia: UNCTAD (www.unctad.org/infocomm/anglais/orange/sitemap.htm)

Maíz

huella de agua: 900 litros por kg.

La producción de maíz requiere 550,000 millones de metros cúbicos al año, lo que significa el 8% del uso

agrícola para cosechas.

Referencia UNCTAD (www.unctad.org/infocomm/anglais/maize/sitemap.htm)

Industrial

huella de agua: 80 litros por dólar americano de costo.

Es muy difícil calcular la huella de agua en la industria pues los procesos son muy variados y la eficiencia

muy diferente de compañía a compañía y de país a país. Por ello se toma un promedio basado en la

unidad de costo.

La industria en el mundo utiliza 22% del consumo global de agua [i]. Tomando en cuenta el valor agregado a

los productos industriales se estima un consumo promedio de 80 litros por dólar, con extremos en 100 litros

en los EE UU a 20 en China e India.

134

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Hamburguesa

huella de agua: 2,400 litros por unidad. La mayor parte proviene del contenido de carne (150 g)

Papa

huella de agua: 900 litros por kilogramo de hojuelas de papa

Una bolsa de papas fritas (200 g) tiene una huella de 185 litros.

Referencia International Potato Center (www.cipotato.org)

Papel

huella de agua: 10 litros por una hoja oficio (papel de 80g/m2) producida a partir de madera.

Vino

huella de agua: 120 litros por vaso (125 ml). La mayor parte procede de la producción de la uva.

Referencia Food info net (http://www.food-info.net/uk/products/wine/intro.htm)

• Es evidente que aquellos alimentos superiores en la cadena alimenticia requieren de

mayor cantidad de agua para producirlos, pues serán necesarios varios pasos. • Dicho en otros términos, cuanto más carnívoros somos, más agua empleamos. • Si toda la población mundial adoptara el tipo de comida los Estados Unidos, sería

necesario incrementar en 75% la cantidad de agua necesaria para la agricultura. • Una comida americana típica oculta 5.4 litros de agua. • Si se reducen en 50% los productos animales, los litros de agua oculta disminuyen a

3.4 · Si la dieta se vuelve totalmente vegetariana, la reducción es a 2.6 · Si sólo se come lo necesario para sobrevivir, el agua oculta sería tan sólo de 1 litro. · La huella ecológica de una población es la superficie de tierra productiva –

incluidos sus recursos hídricos – que requiere para obtener los productos que satisfagan sus necesidades y para asimilar sus desechos

· La huella de Londres equivale a un área 293 veces mayor que la ciudad misma; · Una ciudad norteamericana de 650,000 habitantes tiene una huella de 30,000

kilómetros cuadrados – una extensión equivalente al estado de Guanajuato. · Una ciudad del mismo tamaño en la India tiene una de tan sólo 2,800 kilómetros · cuadrados. La diferencia es el estándar de vida y los hábitos de consumo · La Huella Ecológica suma y estima el tamaño de las diversas áreas utilizadas, sin

importar el lugar en que se encuentren. · Al conocerse las demandas de los recursos éstas se pueden comparar con la

capacidad biológica de una región del mundo y saber por tanto si pueden ser satisfechas.

135

____________________________________________________________________

· Cuando las demandas humanas exceden los suministros ecológicos, disminuye el capital natural (del cual dependen las generaciones actuales y futuras). A esta situación se le llama “sobrecarga” o déficit ecológico mundial.

· La Huella Ecológica del Agua toma en cuenta tipo de agua oculta gastada en la producción, y la eficiencia en cada rubro.

· Como consumidores no tenemos control de la cantidad de agua que está embebida en los alimentos a no ser que decidamos cambiar nuestra dieta.

· No es necesario llegar a tales extremos. · Podemos empezar por exigir que nos informen la cantidad de agua oculta en lo que

compramos, así como registran la “información nutricional”.

véase la calculadora en http://www.bestfootforward.com/tools/

136

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137

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"Earth provides enough to satisfy every man's need but not every man's greed." “La Tierra puede proveer lo necesario para satisfacer las necesidades de todos, no su

avaricia.” - Mahatma Gandhi

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_____________________________________________________________________

referencias

1. State of the World 1999, A Worldwatch Institute Report on ProgressToward a Sustainable Society, Lester R. Brown (project director) W . W .N o r t o n & C o m p a n y Lo n d o n, 1999.

2. El Agua. Manuel Guerrero. Fondo de Cultura Económica, México. Quintaedición 2006.

3. The Worlds Water, The Biennial Report on Freshwater Resources 2002– 2003, P Gleick, Island Press, Washington 2002

4. Review of World Water Resources by Country, Organización para laAlimentación y la Agricultura (FAO), Roma 2003.

5. National Water Program Strategy: Response to Climate Change, Officeof Water, U.S. Environmental Protection Agency, Washington, D.C., marzode 2008. disponible en http://www.epa.gov/water/climatechange/docs/3-27-08_ccdraftstrategy_final.pdf

6. Estadísticas del Agua en México, Comisión Nacional del Agua, México,D.F. 2007. disponible en http://www.con.gob.mx

7. Water for People, Water for Life, Executive Summary of the UN World,Water Development Report, Paris, France. UNESCO / Mundi-PrensaLibros, 2003. También disponible en http://www.unesco.org/water/wwap/

8. The WHO Guidelines for Drinking-Water Quality 1997

referencias

9. WHO y UNICEF Supply and Sanitation Assessment 2000 Report

10.Agua para Todos. M. Camdessus, Badré, Chéret, Ténière-Buchot, , Fondode Cultura Económica, México 206 p. 118.

11.Guidance manual on water supply and sanitation programmes WELL1998, , Water Engineering and Development Centre, Universidad deLoughborough, UK.

12.Basic Water Requirements for Human Activities: Meeting Basic Needs,P H Gleick, Water International, 21: 83-92 1996.

13.Drawers of Water II: 30 years of change in domestic water use andenvironmental health in East Africa, Thompson J, Porras I T, Tumwine JK, Mujwahuzi M R, Katui-Katua M, Johnstone N and Wood L, 2001, IIED,London, UK.

14.Monitoring of water supply coverage, Kristof Bostoen WELLFACTSHEET February 2005 http://www.lboro.ac.uk/well/index.htm

15.El agua, una responsabilidad compartida, segundo informe de lasNaciones Unidas sobre el desarrollo de los recursos hídricos en el mundo.2007. disponible en http://www.unesco.org/water/wwap/index_es.shtml

16.Pobreza, desertificación y degradación de los recursos naturales,César Morales Soledad Parada (editores), libros de la CEPAL, Santiago deChile, diciembre del 2005

__

139

__________________________________________________________________

referencias

17. Limits to Growth, D H Meadows, D L Meadows, J Randers y William HBehrens III, Earth Island Limited, Londres 1972

18. Energy Future, Report of the Energy Project at Harvard BusinessSchool, R Stobaugh y D Yergin (Harvard), Random House, Nueva York,1979

19. Water Footprint of Bioenergy and other Primary Energy Carrierspublicado por el Instituto para la Educación sobre el Agua de la UNESCO-IHE, en marzo de 2008

20. http://www.waterfootprint.org/?page=files/home

21. http://www.gdrc.org/uem/footprints/water-footprint.html

22. Living Planet Report, publicado por WWF World Wide Fund en octubrede 2006

23. Water footprints of nations (2004) , disponible enhttp://www.waterfootprints.org/Reports/Report16Vol1.pdf

24. What is an ecological footprint? enhttp://www.gdrc.org/uem/footprints/what-is-ef.html

25. http://www.citylimitslondon.com/