TEMA 6. La hidrosfera y la humanidad


1.El agua como recurso.

El ser humano depende del agua para su supervivencia. Se han ido estableciendo en lugares con fácil acceso al agua, junto a ríos y fuentes.

El agua es un recurso elemental para la humanidad. El consumo doméstico supone un 10%, el 70% de actividades agrícolas y las actividades industriales en torno al 20%.

Para hacer un mejor uso del agua habría que trabajar en la mejora de las infraestructuras hídricas que requiere energía hidráulica estableciendo protocolos que reduzcan el impacto de las centrales hidroeléctricas, educar y concienciar a la población en uso responsable del agua, perfeccionar las instalaciones de abastecimiento, reutilización y depuración del agua doméstica e industrial, y controlar adecuadamente los vertidos contaminantes al medio acuático.


1.Influencia humana en el ciclo del agua.

La influencia humana es notable y su intervención supone alteraciones. Pueden acabar afectando de un modo retroactivo a las propias actividades humanas. Las que influye en mayor medida del ciclo del agua son la construcción de presas y embalses.


1.2.Usos del agua.

Las aguas que no se devuelven a la naturaleza constituyen el consumo primario, y las que no suponen un deterioro de su calidad ni de su calidad constituyen el consumo secundario.

  • Consumo primario
    • Consumo doméstico

Para consumo propio, que hacemos en nuestras casas a diario, aquel sobre el que podemos realizar un control a nivel individual.


  • Consumo público urbano.

Se trata del uso para limpieza de núcleos urbanos, fuentes públicas y para riego de zonas verdes, en definitiva para el interés comunitario.

El consumo doméstico y el consumo público supone un 12% del total del consumo del agua humano.


  • Consumo en agricultura y ganadería.

En la ganadería se emplea fundamentalmente para abrevar, aunque también para limpieza y el mantenimiento de las instalaciones. En cuanto a la agricultura, para riego que supone un 70% del total de agua de consumo humano. También para sistemas de riego por inundación en los que el consumo de agua era enorme, sustituyendo por sistemas más modernos como la aspersión o el goteo.


  • Consumo industrial.

Para todo pito de industrias, como materia prima en un procesos de fabricación, en el transporte hidráulico y el papel, en sistemas de refrigeración y como contenedor de vertidos industriales.



  • Consumo secundario.
    • Deporte y uso recreativo.

Las aguas continentales y oceánicas se usan para disfrutar del tiempo libre. La navegación, la pesca deportiva, el submarinismo, el surf o el rafting., que se practican cada vez con mayor asiduidad.

Poco agresivas con las aguas en las que se practican, aunque algunas provocan la presencia de sustancias más o menos contaminantes, como combustible.


  • Aprovechamiento del agua para obtención de energía.

Diversas maneras, como la fuerza de las mareas, la energía mareomotriz, como la de la Rance, en Francia. Ese tipo de centrales no produce emisiones de gases ni consume combustibles fósiles, acarrean otro tipo de impactos sobre la dinámica del río y los ecosistemas circundantes.

Las centrales hidroeléctricas son los más empleados para obtención de energía eléctrica mediante el empleo de energía hidráulica. Se precisa de la construcción de presas o embalses y se aprovecha la energía potencial que posee la masa de agua al existir un desnivel. Se hace caer el agua embalsada por un cauce definido y se aprovecha su fuerza para mover unas enormes turbinas situadas en la parte baja de la presa y conectadas a un alternador en el que se genera la enría eléctrica. Esto crea un impacto sobre el medio ambiente.


  • Otros usos industriales del agua.

En las centrales nucleares se usa para mantener la temperatura del sistema dentro de los límites adecuados para su buen funcionamiento. Este cambio de temperatura afecta gravemente.


  • Aprovechamiento de los recursos pesqueros.

Cada vez necesitamos mayor cantidad de alimentos para mantener su crecimiento incontrolado. Las principales fuentes de alimentación son las flotas pesqueras, que han ido creciendo. En menos de 50 años se han ido duplicando las necesidades de pesca tanto para consumo humano como para la fabricación de piensos animales. Esto se debe al crecimiento de la población humana. Debemos ejercer un control para que los recursos no se agoten.


  • Transporte.

Se usa desde hace mucho tiempo. Con ese fin se han construido grandes infraestructuras como canales navegables y esclusas. Los mares y océanos constituyen la vía de transporte natural de todo tipo de materiales desde que existe el comercio internacional. Grandes barcos construidos. Destacan los vertidos de petróleo.



1.3.Uso eficiente del agua.


Sostenibilidad es el equilibrio entre la obtención de un recurso para su aprovechamiento y la tasa de renovación de dicho recurso. Cuando se realizan uso no sostenible del recurso se produce un desequilibrio que provoca la pérdida de rayos de sol.


  • o Perfeccionamiento y mejora de las instalaciones.
    • Consumo urbano.

Instalaciones de reciclado del agua en las fuentes ornamentales públicas, así como realizar un mejor aprovechamiento del agua empleada en la limpieza de calzadas. Los sistemas de riego de las zonas verdes son por goteo o por microaspersión. Un sistema de depuración de las aguas residuales de todas las zonas urbanas.


  • Industria.

Deben ser depuradas. Prohibición expresa de vertidos contaminantes al medio. En ocasiones es inviable. En estos casos se establecen unos límites máximos de vertido por encima de los cuales la situación será punible.


  • Agricultura.

El mayor consumo de las aguas. Evolución que reduce considerablemente este consumo. El cultivo en sustrato hidropónico facilita la reutilización de las aguas.

El goteo y la aspersión ayudan en gran medida al ahorro.


  • o Educación y concienciación social


  • Medidas de ahorro del agua:

-Instalaciones de reductores de caudal en los grifos.

-Modernización de las cisternas de los inodoros.

-Utilización de electrodomésticos de bajo consumo.

-Medidas para evitar el derroche.


  • o Política y legislación .

En España existe un complejo control legislativo de los usos del agua que tiene como base el Plan Hidrológico Nacional.

En Europa se consensuaron las bases que deben regir la política comunitaria del agua mediante la directiva conocida como Directiva Marco del Agua, que establece un marco comunitario de actuación en el ámbito de la política de aguas.


  • o Mejora del aprovechamiento del agua
    • Construcción de presas y embalses.

Estos afectan al medio ambiente y también se produce alteración del hábitat en el cauce precio, que pasa de tener una geografía típica ribereña a una geografía lacustre, alterando toda la naturaleza circundante y la dinámica normal de las aguas continentales.

Una forma de reducir el impacto es reducir el número de construcciones. También ayuda una regulación adecuada del caudal


  • Explotación de acuíferos.

Cuando se perforan los pozos puede darse el caso de que se extraiga agua por encima de la tasa de renovación del acuífero. En estos casos puede secarse y si está cerca del mar salinizarse. Los impactos se generan sobre los ecosistemas que se ven influidos por la sequía del acuífero, principalmente humedades y sobre las poblaciones humanas que, de la noche a la mañana, ven cómo uss provisiones del agua se han consumido.


  • Trasvases de agua.

Es el transporte de agua de un lugar a otro a través de grandes canales. Impacto sobre el ambiente es grave y altera enormemente la dinámica de las aguas.

Se puede reducir la necesidad de los trasvases adecuando los cultivos a las características de la zona y mediante el estudio detallado de los planes urbanísticos teniendo en cuenta el agua disponible.


2.Contaminación del agua.

Se produce cuando se introducen en ellas sustancias o formas de energía, denominadas contaminantes, que provoca un desequilibrio en su composición o en su dinámica, dificultando su posterior utilización por parte de los seres vivos.


2.1. Alteraciones del agua como medio.

  • o Alteraciones físicas del agua.



  • Color.

El color es uno u otro en función de las sustancias que contengan en disolución. Ciertos tipos de contaminación colorean las aguas de un modo llamativo, pero no es posible establecer una relación directa entre ciertos colores del agua y un tipo de contaminante y un tipo de contaminación en concreto.


  • Olor.

El agua es inodora. Sin embargo, en la naturaleza podemos distinguir mediante el olfato cuándo en el agua existen ciertos compuestos gracias al olor que desprenden.


  • Sabor.

El agua en estado puro es insípida. Por lo tanto cuando un agua tiene sabor se puede decir que está contaminada, aunque no siempre es así.


  • Conductividad.

Varía según la temperatura. Podemos establecer una relación directa entre las alteraciones en la conductividad del agua y la presencia anómala de iones; por ejemplo, la contaminación por metales pesados viene indicada por un incremento en la conductividad del auga.


  • Temperatura.

Cualquier variación en esta supone una alteración de sus características. Debemos considerar, por tanto, que la introducción artificial de variaciones en la temperatura es contaminación.


  • Formación de espuma.

Normalmente aparece espuma al romper las olas o en los rápidos de un río, pero este efecto desaparece en cuanto las aguas se calman. Sin embargo la presencia de estas se mantiene sobre la superficie en un buen indicador de contaminación por detergentes. Este es muy perjudicial para las actividades bacteriana y riqueza en fosfatos de estos productos que puede dar lugar a la eutrofización.


  • Incremento de la radiactividad.

Debido a los isótopos. Índices elevados de radiactividad indican contaminación.


  • Turbidez.

El agua natural suele presenciar cierta concentración de materiales en suspensión. Una presencia excesiva puede ser una contaminación, ya que dificulta la vida acuática y los procesos fotosintéticos.












LA HIDROSFERA

1.La hidrosfera o hidrósfera describe en las Ciencias de la Tierra el sistema material constituido por el agua que se encuentra bajo y sobre la superficie de la Tierra


2. El agua del planeta:

El agua que conforma la hidrosfera se reparte entre varios depósitos naturales que en orden de mayor a menor volumen son:
  • Los océanos, que cubren dos tercios de la superficie terrestre con una profundidad típica de 3 000 a 5 000 metros.
  • Los glaciares que cubren parte de la superficie continental. Sobre todo los dos casquetes glaciares de Groenlandia y la Antártida, pero también glaciares de montaña y volcán, de menor extensión y espesor, en todas las latitudes.
  • Las banquisas, capas de hielo marino flotante de entre 1 y 20 metros de espesor.
  • La escorrentía superficial, un sistema muy dinámico formado por ríos y lagos.
  • El agua subterránea, que se encuentra embebida en rocas porosas de manera más o menos universal.
  • En la atmósfera en forma de vapor de agua y nubes.
  • En la biosfera, formando parte de plantas, animales y seres humanos.
El contenido total de agua del planeta se estima en 1 400 trillones de litros, aproximadamente 1,4×1021 kg. La mayor parte, un 97,23 %, la almacenan los océanos y los casquetes polares un 2,15 %; los acuíferos, la verdadera reserva para el hombre, un 0,61 %. Los lagos encierran el 0,009 %, mientras que la cifra desciende en los mares interiores a un 0,008 %. La humedad del suelo acumula el 0,005 % la atmósfera el 0,001 % y los ríos tan sólo 0,0001 % del total. Esta cantidad ha estado circulando siempre por la Tierra, originando y conservando la vida en ella. Disponemos actualmente de la misma cantidad de la que disfrutaban los dinosaurios hace 65 millones de años.


3. El Ciclo Del Agua:

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  • Ciclo del Agua
El agua existe en la Tierra en tres estados: sólido (hielo, nieve), líquido y gas (vapor de agua). Océanos, ríos, nubes y lluvia están en constante cambio: el agua de la superficie se evapora, el agua de las nubes precipita, la lluvia se filtra por la tierra, etc. Sin embargo, la cantidad total de agua en el planeta no cambia. La circulación y conservación de agua en la Tierra se llama ciclo hidrológico, o ciclo del agua. Cuando se formó, hace aproximadamente cuatro mil quinientos millones de años, la Tierra ya tenía en su interior vapor de agua. En un principio, era una enorme bola en constante fusión con cientos de volcanes activos en su superficie. El magma, cargado de gases con vapor de agua, emergió a la superficie gracias a las constantes erupciones. Luego la Tierra se enfrió, el vapor de agua se condensó y cayó nuevamente al suelo en forma de lluvia.
El ciclo hidrológico comienza con la evaporación del agua desde la superficie del océano. A medida que se eleva, el aire humedecido se enfría y el vapor se transforma en agua: es la condensación. Las gotas se juntan y forman una nube. Luego, caen por su propio peso: es la precipitación. Si en la atmósfera hace mucho frío, el agua cae como nieve o granizo. Si es más cálida, caerán gotas de lluvia.
Una parte del agua que llega a la superficie terrestre será aprovechada por los seres vivos; otra escurrirá por el terreno hasta llegar a un río, un lago o el océano. A este fenómeno se le conoce como escorrentía. Otro porcentaje del agua se filtrará a través del suelo, formando capas de agua subterránea, conocidas como acuíferos. Este proceso es la percolación. Tarde o temprano, toda esta agua volverá nuevamente a la atmósfera, debido principalmente a la evaporación.
  • Fases del ciclo del agua

El ciclo del agua tiene una interacción constante con el ecosistema debido a que los seres vivos dependen de este elemento para sobrevivir y a su vez ayudan al funcionamiento del mismo. Por su parte, el ciclo hidrológico presenta cierta dependencia de una atmósfera poco contaminada y de un cierto grado de pureza del agua para su desarrollo convencional, ya que de otra manera el ciclo se entorpecería por el cambio en los tiempos de evaporación, condensación, etc.
Los principales procesos implicados en el ciclo del agua son:
  1. 1º Evaporación. El agua se evapora en la superficie oceánica, sobre la superficie terrestre y también por los organismos, en el fenómeno de la transpiración en plantas y sudoración en animales. Los seres vivos, especialmente las plantas, contribuyen con un 10% al agua que se incorpora a la atmósfera. En el mismo capítulo podemos situar la sublimación, cuantitativamente muy poco importante, que ocurre en la superficie helada de los glaciares o la banquisa.
  2. 2º Condensación. El agua en forma de vapor sube y se condensa formando las nubes, constituidas por agua en pequeñas gotas.
  3. 3º Precipitación. Se produce cuando las gotas de agua que forman las nubes se enfrían acelerándose la condensación y uniéndose las gotitas de agua para formar gotas mayores que terminan por precipitarse a la superficie terrestre en razón a su mayor peso. La precipitación puede ser sólida (nieve o granizo) o líquida (lluvia).
  4. 4º Infiltración Ocurre cuando el agua que alcanza el suelo, penetra a través de sus poros y pasa a ser subterránea. La proporción de agua que se infiltra y la que circula en superficie (escorrentía) depende de la permeabilidad del sustrato, de la pendiente y de la cobertura vegetal. Parte del agua infiltrada vuelve a la atmósfera por evaporación o, más aún, por la transpiración de las plantas, que la extraen con raíces más o menos extensas y profundas. Otra parte se incorpora a los acuíferos, niveles que contienen agua estancada o circulante. Parte del agua subterránea alcanza la superficie allí donde los acuíferos, por las circunstancias topográficas, intersecan (es decir, cortan) la superficie del terreno.
  5. 5º Escorrentía. Este término se refiere a los diversos medios por los que el agua líquida se desliza cuesta abajo por la superficie del terreno. En los climas no excepcionalmente secos, incluidos la mayoría de los llamados desérticos, la escorrentía es el principal agente geológico de erosión y de transporte de sedimentos.
  6. 6º Circulación subterránea. Se produce a favor de la gravedad, como la escorrentía superficial, de la que se puede considerar una versión. Se presenta en dos modalidades:
  7. Primero, la que se da en la zona vadosa, especialmente en rocas karstificadas, como son a menudo las calizas, y es una circulación siempre pendiente abajo.
  8. Segundo, la que ocurre en los acuíferos en forma de agua intersticial que llena los poros de una roca permeable, de la cual puede incluso remontar por fenómenos en los que intervienen la presión y la capilaridad.
  9. 7º Fusión. Este cambio de estado se produce cuando la nieve pasa a estado líquido al producirse el deshielo.
  10. 8º Solidificación. Al disminuir la temperatura en el interior de una nube por debajo de 0° C, el vapor de agua o el agua misma se congelan, precipitándose en forma de nieve o granizo, siendo la principal diferencia entre los dos conceptos que en el caso de la nieve se trata de una solidificación del agua de la nube que se presenta por lo general a baja altura: al irse congelando la humedad y las pequeñas gotas de agua de la nube, se forman copos de nieve, cristales de hielo polimórficos (es decir, que adoptan numerosas formas visibles al microscopio), mientras que en el caso del granizo, es el ascenso rápido de las gotas de agua que forman una nube lo que da origen a la formación de hielo, el cual va formando el granizo y aumentando de tamaño con ese ascenso. Y cuando sobre la superficie del mar se produce una manga de agua (especie de tornado que se produce sobre la superficie del mar cuando está muy caldeada por el sol) este hielo se origina en el ascenso de agua por adherencia del vapor y agua al núcleo congelado de las grandes gotas de agua El proceso se repite desde el inicio, consecutivamente por lo que nunca se termina, ni se agota el agua.

4. Balance Hídrico General

La hidrosfera incluye los océanos, mares, ríos, lagos, agua subterránea, el hielo y la nieve. La Tierra es el único planeta en nuestro Sistema Solar en el que está presente de manera continuada el agua líquida, que cubre aproximadamente dos terceras partes de la superficie terrestre, con una profundidad promedio de 3,5 km, lo que representa el 97% del total de agua del planeta. El agua dulce representa 3% del total y de esta cantidad aproximadamente 98% está congelada, de allí que tengamos acceso únicamente a 0,06% de toda el agua del planeta. El agua migra de unos depósitos a otros por procesos de cambio de estado y de transporte que en conjunto configuran el ciclo hidrológico o ciclo del agua.
La presencia del agua en la superficie terrestre es el resultado de la desgasificación del manto, que está compuesto por rocas que contienen en disolución sólida cierta cantidad de sustancias volátiles, de las que el agua es la más importante. El agua del manto se escapa a través de procesos volcánicos e hidrotermales. El manto recupera gracias a la subducción una parte del agua que pierde a través del vulcanismo.
En los niveles superiores de la atmósfera la radiación solar provoca la fotólisis del agua, rompiendo sus moléculas y dando lugar a la producción de hidrógeno (H) que termina, dado su bajo peso atómico, por perderse en el espacio. A la larga el enfriamiento del planeta debería dar lugar al final del vulcanismo y la tectónica de placas conduciendo, al asociarse con el fenómeno anterior, a la progresiva desaparición de la hidrosfera.
Si despreciamos las pérdidas y las ganancias debidas al vulcanismo y a la subducción, el balance total es cero. Pero si nos fijamos en los océanos, se comprueba que este balance es negativo; se evapora más de lo que precipita en ellos. Y en los continentes hay un superávit; es decir que se precipita más de lo que se evapora. Estos déficit y superávit se compensan con las escorrentías, superficial y subterránea, que vierten agua del continente al mar.

5. Conceptos Básicos

  • Compartimentos de la Hidrosfera: El agua se distribuye desigualmente entre los distintos compartimentos, y los procesos por los que éstos intercambian el agua se dan a ritmos heterogéneos. El mayor volumen corresponde al océano, seguido del hielo glaciar y después por el agua subterránea. El agua dulce superficial representa sólo una exigua fracción y aún menor el agua atmosférica (vapor y nubes).
  • Precipitación: Es cualquier forma de hidrometeoro que cae del cielo y llega a la superficie terrestre. Este fenómeno incluye lluvia, llovizna, nieve, aguanieve, granizo, pero no virga, neblina ni rocío, que son formas de condensación y no de precipitación. La cantidad de precipitación sobre un punto de la superficie terrestre es llamada pluviosidad, o monto pluviométrico.
  • Escorrentia: Hace referencia a la lámina de agua que circula sobre la superficie en una cuenca de drenaje, es decir la altura en milímetros del agua de lluvia escurrida y extendida. Normalmente se considera como la precipitación menos la evapotranspiración real y la infiltración del sistema suelo.
  • Evapotranspiración: Pérdida de humedad de una superficie por evaporación directa junto con la pérdida de agua por transpiración de la vegetación. Se expresa en mm por unidad de tiempo.
  • Infiltración: Es la penetración del agua en el suelo.Si una gran parte de los poros del suelo ya se encuentran saturados, la capacidad de infiltración será menor que si la humedad del suelo es relativamente baja. Si los poros del suelo en las camadas superiores del mismo ya se encuentran saturadas, la infiltración se hará en función de la permeabilidad de los estratos inferiores.
  • Porosidad: Como consecuencia de la textura y estructura del suelo tenemos su porosidad, es decir su sistema de espacios vacíos o poros. La porosidad puede ser expresada con la relación:
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  • Permeabilidad: La permeabilidad es la capacidad que tiene un material de permitirle a un líquido que lo atraviese sin alterar su estructura interna. Se afirma que un material es permeable si deja pasar a través de él una cantidad apreciable de fluido en un tiempo dado, e impermeable si la cantidad de fluido es despreciable.
    La velocidad con la que el fluido atraviesa el material depende de tres factores básicos:
    • la porosidad del material;
    • la densidad del fluido considerado, afectada por su temperatura;
    • la presión a que está sometido el fluido.



RECURSOS HÍDRICOS Y GESTIÓN DEL AGUA


1. Recursos Hídricos De La Naturaleza

Existen muchos tipos de agua en la naturaleza, pero básicamente son:
  • AGUAS SALVAJES
  • TORRENTES
  • RÍOS
  • AGUAS SUBTERRÁNEAS
  • AGUAS MARINAS
  • GLACIARES
-AGUAS SALVAJES
Las aguas salvajes son aquellas que no tienen ni cauce, ni curso, ni caudal, fijo. Su acción erosiva es muy diversa, las puede haber de varios tipos:en suelos blandos, en suelos blandos con roca dura, rocas duras pero solubles, en combinación con la intemperie y en macizos calcáreos.
La acción erosiva en suelos blandos (arenosos o arcillosos) puede producir cárcavas, barrancos o un conjunto de ellos, denominado “bad lands”.
Si la erosión se produce en suelos también blandos pero con bloques de roca dura, se pueden originar:
Chimeneas de hadas: grandes esculturas terminadas en punta y con una piedra encima.
Pirámides: son chimeneas de hadas pero sin piedra.
Torreones: grandes bloques de roca dura que resisten las riadas.
Mallos: son torreones, pero mucho más grandes y más estrechos.
La erosión en rocas duras pero solubles; como la sal gema, el yeso o la caliza; pueden tener como resultado:
Lapiaces: se forman gracias a las gotas de lluvia que se disuelven en la caliza, en la que forma pequeños agujeros, que al final acaban erosionando la roca.
Lenares: son lapiaces muy extensos.
Si se combina con la intemperie, produce un fenómeno llamado: topografía ruiniforme, que son rocas duras rajadas totalmente a causa de los meteoros acuosos.
En los macizos calcareos produce la erosión kárstica, que se da en suelos calizos, tanto en el interior como en el exterior. En el exterior se forman rocas con formas y en el interior se forman estalagmitas y estalagtitas en grutas.
- TORRENTES
Los torrentes son aguas salvajes de deshielo…Tienen curso y caudal,pero no tienen cauce. Su acción erosiva es muy intensa.
Consta de tres partes: la cuenca de recepción (donde se produce la erosión y se recoje el agua), el canal de desagüe (por donde baja el agua transportando los detritos) y el cono de deyección (donde se acumulan los detritos o donde se sedimentan los restos).
- RÍOS
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Los ríos son corrientes de agua continuas que tienen cauce, curso y caudal, fijo.
Normalmente se divide en tres partes: curso alto, curso medio y curso bajo.
En el curso alto se encuentran los valles fluviales, que tiene forma de <<v>>.Si por el medio se encuentran rocas duras se llama valle estrecho, en el que se pueden formar:
Hoces: se producen grandes curvas.
Desfiladero: paso estrecho entre dos montañas.
Gargantas: son desfiladeros muy estrechos, compuestos por paredes verticales casi paralelas.
Cañones: son gargantas, pero muy anchas.
Si las rocas que se encuentran son blandas se forma un valle ancho. La forma de <<v>> se va abriendo porque una parte es blanda.
Y si por el medio se encuentran rocas duras y blandas, se pueden formar:
Rápidos (rabiones): son zonas de fuerte pendiente por donde el agua baja a gran velocidad.
Cascadas: son saltos de agua, devidos a un gran desnivel (si el agua cae en un solo chorro y en gran cantidad, se le denomina “cola de caballo”).
Cataratas: se forman cuando cae una gran cantidad de agua.
Hoyas (marmitas de gigante): huecos en roca dura, formados por los remolinos y torbellinos de los sedimentos del río.
En el curso medio se pueden encontrar dos fenómenos:
Meandros: son las curvas o irregularidades que presenta un río en cualquier momento.
Meandro abandonado: se forma cuando un río rectifica su cauce, y queda una laguna semicircular.
Terrazas fluviales (ramblas, como se le llama en el este de nuestro país): son depósitos escalonados de alubiones o cantos rodados, que han quedado a distintas alturas a ambos lados del río.
Y por último, en el curso bajo, las desmbocaduras pueden ser de dos tipos:
Deltas: se forman gracias a los sedimentos del río, que el mar no tiene fuerza para atraer hacia adentro y quedan acumulados en la orilla. Normalmente tienen forma de triángulo.
Estuarios: son las desembocaduras libres de sedimentos asentados, pero que forman montones de arena, barro, fango…Estos se llaman “arras”.
- AGUAS SUBTERRÁNEAS
Estas se forman en los terrenos permeables (arena, creta…), al filtrarse el agua hasta una capa impermeable. También se llaman acuíferos, capas freáticas o mantos de agua. Si se perfora se obtiene un pozo ordinario, pero si el agua quedase encerrada entre dos capas impermeables y se perforase, el agua saldría a presión, lo que originaria un pozo artesiano. Pero si un valle cortase el acuífero, se obtendría un manantial o fuente.
Su acción química es muy diversa.
Si se disuelven las rocas solubles, en las grutas, cavernas… se foerman en el techo estalagtitas, en el suelo estalagmitas, y si se unen se llaman columnas.
Si se hunden los techos de las cuevas forman:
  • Torcas o dolinas: son agujeros en forma de embudo y sin comunicación.
  • Simas: son agujeros que sí tienen comunicación.
  • Poljas: si el hundimiento del terreno se repite. Si son demasiado extensas se produce un paisaje típico llamado “ paisaje kárstico”.
- AGUAS MARINAS
El agua del mar está en continuo movimiento, lo que provoca las corrientes marinas, las olas y las mareas.
La acción erosiva del mar se llama “abrasión”, que depende de la fuerza de las olas, de la forma de la costa y de la dureza y resistencia de las rocas. Si estas rocas son blandas se desmoronan y forman costas suaves. Y si estas rocas son duras forman costas abruptas, que producen cabos, promontorios, acantilados, escollos… Todo esto separado por plataformas litorales o de abrasión.
La acción de sedimentación viene dada por el transporte que realizan las olas, que dejan los detritos en el fondo marino o en la costa. Si los deja en la costa puede formar:
- Playas: son zonas de la costa donde se acumula la arena.
- Flechas litorales: acumulación de arena en forma de flecha.
- Cordón litoral: flecha litoral muy alargada.
- Albuferas: lagunas costeras, cerradas por un cordón litoral.
- Tómbolo: lenguas de arena que unen una isla con el continente.
- GLACIARES
La acción geológica del agua en estado sólido se realiza por: un alud o un glaciar.
Un alud es una gran masa de nieve que resbala por las laderas de las montañas altas.
Un glaciar es una gran masa de hielo que se desliza por las laderas de las montañas. Consta de tres partes:
  • Circo glaciar: es la zona donde se acumula la nieve.
  • Lengua:es cuando el hielo desciende por la ladera y forma valles glaciares (con forma de <<u>>) y morrenas.
  • Zona terminal: se forma cuando la lengua glaciar se derrite y deja todas las morrenas frontales.
También existen varios tipos de glaciares:
- Glaciar alpino: consta de un circo, lengua y zona terminal, bien definidos.
- Glaciar pirinaico (nevero): tiene circo y zona terminal, pero no tiene lengua.
- Glaciar continental o polar: se forma a partir de un enorme casquete de hielo, llamado “inlandeis”. Este tiene muchas salidas al mar, que se llaman lenguas radiales. Cuando estas lenguas llegan al mar, se rompen y forman pequeños trozos de hielo , llamados “icebergs”.


2.El Agua Como Recurso Natural


Aunque el agua ocupa las tres cuartas partes de nuestro planeta, la mayoría no puede ser utilizada por el ser humano.

Como ya se debería saber, el agua oceánica, es decir salada, constituye el 97% del agua de la tierra. Por lo cual, sólo el 3% del agua de la tierra es dulce. Además, el 79% del agua dulce está permanentemente helada, y un 20% se encuentra bajo la tierra en lugares a los que es difícil llegar. Por eso sólo un 1% del agua dulce es accesible para los humanos.

El agua para el consumo humano debe ser potable, es decir, tiene que ser incolora, inodora e insípida, y no puede tener sustancias químicas ni microorganismos. Por lo tanto el agua de la lluvia, de los ríos, de los pozos… debe ser potabilizada antes de beberla.

Como en este siglo se ha producido un gran desarrollo industrial y un gran incremento de la población del mundo, por eso se vierte a ríos y mares una cantidad muy grande de contaminantes que ponen en peligro las reservas de agua de la tierra. Como se ve, los contaminantes que contiene el agua se incorporan al ciclo de ésta, de modo que afecta a todas las zonas del planeta, incluso a las que están lejos de la contaminación.



  • EMBALSE


Se denomina embalse a la acumulación de agua producida por una obstrucción en el lecho de un río o arroyo que cierra parcial o totalmente su cauce.

La obstrucción del cauce puede ocurrir por causas naturales como, por ejemplo, el derrumbe de una ladera en un tramo estrecho del río o arroyo, la acumulación de placas de hielo o las construcciones hechas por los castores, y por obras construidas por el hombre para tal fin, como son las presas.

-Embalse por causas naturales

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-Consecuencias de los embalses
  • Derrumbe de laderas

En este caso se trata, de embalses totalmente incontrolados, que generalmente tienen una vida corta, días, semanas o hasta meses. Al llenarse el embalse con los aportes del río o arroyo, se provocan filtraciones a través de la masa de tierra no compactada, y vertimientos por el punto más bajo de la corona, que llevan a la ruptura más o menos rápida y abrupta de la presa, pudiendo causar grandes daños a las poblaciones y áreas cultivadas situadas aguas abajo.

  • Acumulación de hielo

La acumulación de hielo (embancaduras) en los grandes ríos situados en zonas frías se produce generalmente en puntos en los cuales el cauce presenta algún estrechamiento, ya sea natural, como la presencia de rocas, o artificial, como los pilares de un
Situaciones de este tipo pueden darse, por ejemplo, en el río Danubio. Para prevenir los daños que esto puede causar los servicios de prevención utilizan barcos especiales denominados rompehielos.


-Embalses artificiales

Los embalses generados al construir una presa pueden tener la finalidad de:

  • regular el caudal de un río o arroyo, almacenando el agua de los períodos húmedos para utilizarlos durante los períodos más secos para el riego, para el abastecimiento de agua potable, para la generación de energía eléctrica, para permitir la navegación o para diluir poluentes. Cuando un embalse tiene más de un fin, se le llama de usos múltiples;
  • contener los caudales extremos de las avenidas o crecidas. Laminación de avenidas.
  • crear una diferencia de nivel para generar energía eléctrica, mediante una central hidroeléctrica.
  • crear espacios para esparcimiento y deportes acuáticos.

-Características de los embalses

Las características físicas principales de un embalse son las curvas cota-volumen, la curva cota-superficie inundada y el caudal regularizado.

Dependiendo de las características del valle, si este es amplio y abierto, las áreas inundables pueden ocupar zonas densamente pobladas, o áreas fértiles para la agricultura. En estos casos, antes de construir la presa debe evaluarse muy objetivamente las ventajas e inconvenientes, mediante un Estudio de impacto ambiental, cosa que no siempre se ha hecho en el pasado.

En otros casos, especialmente en zonas altas y abruptas, el embalse ocupa tierras deshabitadas, en cuyo caso los impactos ambientales son limitados o inexistentes.

El caudal regularizado es quizás la característica más importante de los embalses destinados, justamente, a regularizar, a lo largo del día, del año o periodos plurianuales o quizás pasen siglos antes de q este sea desabilitado por la mano humana, el caudal que puede ser retirado en forma continua para el uso para el cual se ha construido el embalse.

-Niveles característicos de los embalses de los caudales

El nivel del agua en un embalse es siempre mayor que el nivel original del río. Desde el punto de vista de la operación de los embalses, se definen una serie de niveles. Los principales son (en orden creciente):

  • Nivel mínimo minimorum: es el nivel mínimo que puede alcanzar el embalse; coincide con el nivel mínimo de la toma situada en la menor cota.
  • Nivel mínimo operacional: es el nivel por debajo del cual las estructuras asociadas al embalse y la presa no operan u operan en forma inadecuada.
  • Nivel medio. Es el nivel que tiene el 50% de permanencia en el lapso del ciclo de compensación del embalse, que puede ser de un día, para los pequeños embalses, hasta períodos plurianuales para los grandes embalses. El período más frecuente es de un año.
  • Nivel máximo operacional: al llegarse a este nivel se comienza a verter agua con el objetivo de mantener el nivel pero sin causar daños aguas abajo.
  • Nivel del vertedero. Si la presa dispone de un solo vertedero libre, el nivel de la solera coincide con el nivel máximo operacional. Si el vertedero está equipado con compuertas, el nivel de la solera es inferior al máximo operacional.
  • Nivel máximo normal: al llegarse a este nivel la operación cambia de objetivo y la prioridad es garantizar la seguridad de la presa. En esta fase pueden ocurrir daños aguas abajo; sin embargo, se intentará minimizar los mismos.
  • Nivel máximo maximorum: en este nivel ya la prioridad absoluta es la seguridad de la presa, dado que una ruptura sería catastrófica aguas abajo. Se mantiene el nivel a toda costa; el caudal descargado es igual al caudal que entra en el embalse.

-Volúmenes característicos de un embalse

Los volúmenes característicos de los embalses están asociados a los niveles; de esta forma se tiene:

  • Volumen muerto, definido como el volumen almacenado hasta alcanzar el nivel mínimo minimorum.
  • Volumen útil, el comprendido entre el nivel mínimo minimorum y el nivel máximo operacional.
  • Volumen de laminación, es el volumen comprendido entre el nivel máximo operacional y el nivel máximo normal. Este volumen, como su nombre lo dice, se utiliza para reducir el caudal vertido en las avenidas, para limitar los daños aguas abajo.

-Caudales característicos de un embalse

  • Caudal firme. Es el caudal máximo que se puede retirar del embalse en un período crítico. Si el embalse ha sido dimensionado para compensar los caudales a lo largo de un año hidrológico, generalmente se considera como período crítico al año hidrológico en el cual se ha registrado el volumen aportado mínimo. Sin embargo, existen otras definiciones para el período crítico también aceptadas, como, por ejemplo, el volumen anual de aporte hídrico superado en el 75% de los años, que es una condición menos crítica que la anterior.
  • Caudal regularizado. Es el caudal que se puede retirar del embalse durante todo el año hidrológico, asociado a una probabilidad.

-Efectos de un embalse

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Los embalses tienen un importante influjo en el entorno; algunos de sus efectos pueden ser considerados positivos y otros pueden ser considerados negativos.

  • Generales

Los embalses de grandes dimensiones agregan un peso muy importante al suelo de la zona, además de incrementar las infiltraciones. Estos dos factores juntos pueden provocar lo que se conoce como seísmos inducidos. Son frecuentes durante los primeros años después del llenado del embalse. Si bien estos seísmos inducidos son molestos, muy rara vez alcanzan intensidades que puedan causar daños serios a la población.

  • Aguas arriba

Aguas arriba de un embalse, el nivel freático de los terrenos vecinos se puede modificar fuertemente, pudiendo traer consecuencias en la vegetación circunlacustre.

  • Aguas abajo

Los efectos de un embalse aguas abajo son de varios tipos; se pueden mencionar:

  • Aumento de la capacidad de erosionar el lecho del río.
  • Disminución de los caudales medios vertidos y, consecuente, facilidad para que actividades antrópicas ocupen parte del lecho mayor del río.
  • Disminución del aporte de sedimentos a las costas, incidiendo en la erosión de las playas y deltas.

-Uso de los embalses

Básicamente un embalse creado por una presa, que interrumpe el cauce natural de un río, pone a disposición del operador del embalse un volumen de almacenamiento potencial que puede ser utilizado para múltiples fines, algunos de ellos complementarios y otros conflictivos entre sí, pone a disposición del operador del embalse también un potencial energético derivado de la elevación del nivel del agua.

Se pueden distinguir los usos que para su maximización requieren que el embalse esté lo más lleno posible, garantizando un caudal regularizado mayor. Estos usos son la generación de energía eléctrica, el riego, el abastecimiento de agua potable o industrial, la dilución de poluentes. Por el contrario, para el control de avenidas el embalse será tanto más eficiente cuanto más vacío se encuentre en el momento en que recibe una avenida.

Desde el punto de vista de su capacidad reguladora, el embalse puede tener un ciclo diario, mensual, anual e, incluso, en algunos pocos casos, plurianual. Esto significa que el embalse acumula el agua durante, por ejemplo, 20 horas por día, para descargar todo ese volumen para la generación de energía eléctrica durante las 4 horas de pico de demanda; o acumula las aguas durante el período de lluvias, 3 a 6 meses según la región, para usarlo en riego en el período seco.

  • Embalse de usos múltiples

Muchos embalses modernos son diseñados para usos múltiples. En esos casos el operador del embalse debe establecer políticas de operación, que deben tener en cuenta:
-Prioridad de cada uno de los usos, asociado a la disponibilidad de otras alternativas técnica y económicamente factibles en el área. En general, el abastecimiento de agua potable tiene la prioridad más elevada.
-Limitaciones de caudal, máximo y mínimo, aguas abajo de la presa que soporta el embalse.

-Potenciales impactos ambientales

Los proyectos de las represas grandes causan cambios ambientales irreversibles en una área geográfica grande, y, por lo tanto, tienen el potencial para causar impactos importantes. Ha aumentado la crítica a estos proyectos durante la última década. Los críticos más severos reclaman que, como los beneficios valen menos que los costos sociales, ambientales y económicos, es injustificable construir represas grandes. Otros sostienen que se puede, en algunos casos, evitar o reducir los costos ambientales y sociales a un nivel aceptable, al evaluar cuidadosamente los problemas potenciales y la implementación de las medidas correctivas.

El área de influencia de una represa se extiende desde los límites superiores de captación del reservorio hasta el estero, la costa y el mar. Incluye la cuenca hidrográfica y el valle del río aguas abajo de la represa.

Si bien existen efectos ambientales directos de la construcción de una represa (por ejemplo, problemas con el polvo, la erosión, el movimiento de tierras), los impactos mayores provienen del envase del agua, la inundación de la tierra para formar el reservorio y la alteración del caudal del agua, más abajo. Estos efectos tienen impactos directos para los suelos, la vegetación, la fauna y las tierras silvestres, la pesca, el clima, y, especialmente, para las poblaciones humanas del área.

Los efectos indirectos de la represa, que, a veces, pueden ser peores que los directos, se relacionan con la construcción, mantenimiento y funcionamiento de la misma (por ejemplo, los caminos de acceso, campamentos de construcción, líneas de transmisión de la electricidad) y el desarrollo de las actividades agrícolas, industriales o municipales, fomentadas por la represa.

Además de los efectos ambientales directos e indirectos de la construcción de la represa, deberán ser considerados los efectos que el medio ambiente produce en la represa. Los principales factores ambientales que afectan el funcionamiento y la vida de la represa son causados por el uso de la tierra, el agua y los otros recursos del área de captación encima del reservorio (por ejemplo la agricultura, la colonización, el desbroce del bosque) y éste puede causar mayor acumulación de limos y cambios en la calidad del agua del reservorio y del río, aguas abajo.

Los beneficios de la represa son: se controlan las inundaciones y se provee un afluente de agua más confiable y de más alta calidad para el riego, y el uso domésticos e industrial. Además, las represas pueden crear alternativas para las actividades que tienen el potencial para causar impactos negativos mayores. La energía hidroeléctrica, por ejemplo, es una alternativa para la energía termoeléctrica a base del carbón, o la energía nuclear. La intensificación de la agricultura, localmente, a través del riego, puede reducir la presión sobre los bosques, los hábitats intactos de la fauna, y las otras áreas que no sean idóneas para la agricultura. Asimismo, las represas pueden crear una industria de pesca, y facilitar la producción agrícola en el área, aguas abajo del reservorio, que, en algunos casos, puede más que compensar las pérdidas sufridas en estos sectores, como resultado de su construcción.

Recientemente se está considerando el efecto beneficioso que pudiera tener el almacenamiento de agua en la tierra para compensar el crecimiento del nivel del mar, almacenando en forma líquida el agua que ahora permanece en tierra en forma de hielo en glaciares y nieves perpetuas de las montañas altas, que ahora se está derritiendo debido al calentamiento global. Los beneficios ambientales en las zonas costeras (muchas de ellas muy densamente pobladas) bien podrían compensar los problemas que pudieran producir en las tierras del interior.

-Efectos hidrológicos

Al represar un río y crear una laguna, se cambia profundamente la hidrología y limnología del sistema fluvial. Se producen cambios dramáticos en el flujo, la calidad, cantidad y uso del agua, losorganismos bióticos y la sedimentación de la cuenca del río.

La descomposición de la materia orgánica (por ejemplo, los árboles) de las tierras inundadas enriquece los alimentos del reservorio. Los fertilizantes empleados aguas arriba se suman a los alimentos que se acumulan y se reciclan en el reservorio. Esto soporta no solamente la pesca, sino también el crecimiento de las hierbas acuáticas, como nenúfares y jacintos de agua. Las esteras de hierbas y algas pueden constituir molestias costosas. Si obstruyen las salidas de la represa y los canales de riego, destruyen la pesca, limitan la recreación, aumentan los costos de tratamiento del agua, impiden la navegación y aumentan sustancialmente las pérdidas de agua a causa de la transpiración.

Si el terreno inundado tiene muchos árboles y no se limpia adecuadamente antes de inundarlo, la descomposición de esta vegetación agotará los niveles de oxígeno en el agua. Esto afecta la vida acuática, y puede causar grandes pérdidas de pescado. Los productos de la descomposición anaeróbica incluyen el sulfuro de hidrógeno, que es nocivo para los organismos acuáticos y corroe lasturbinas de la represa, y el metano, que es un gas de invernadero. El dióxido de carbono, el gas principal que se produce, también exacerba los riesgos de invernadero.

Las partículas suspendidas que trae el río se asientan en el reservorio, limitando su capacidad de almacenamiento y su vida útil, privando el río de los sedimentos, aguas abajo. Muchas áreas agrícolas de los terrenos aluviales han dependido siempre de los limos ricos en alimentos para sostener su productividad. Como el sedimento ya no se deposita, aguas abajo, en el terreno aluvial, esta pérdida de alimentos deberá ser compensada mediante la adición de fertilizantes, para mantener la productividad agrícola. La liberación de las aguas libres de sedimentos, relativamente, puede lavar los lechos, aguas abajo. Sin embargo, la sedimentación del reservorio produce agua de más alta calidad para riego, y consumo industrial y humano.

Los efectos adicionales de los cambios en la hidrología de la cuenca del río, incluyen variaciones en el nivel freático, aguas arriba y abajo del reservorio, y problemas de salinización; estos tienen impactos ambientales directos y afectan a los usuarios aguas abajo.


  • TRASVASES
Son obras hidráulicas cuya finalidad es la de incrementar la disponibilidad de agua en una cuenca vecina. Los usos específicos del agua pueden ser los más variados, sin embargo los más comunes son:
-Abastecimiento de agua potable a ciudades con un número de habitantes superior al que podrían soportar los recursos hídricos de la cuenca en la cual se sitúa la ciudad. Esta necesidad se da en casi todas si no en todas las megaciudades. Esta situación acarrea una serie de impactos ambientales, sobre todo si se considera que las aguas servidas se restituirán en una cuenca diferente de la que se extrajo el agua.

-Riego, este tipo de obras se hace necesario cuando las tierras de buena calidad se encuentran en áreas con escasos recursos hídricos. Un caso muy típico es toda la Vertiente del Pacífico, en la costa peruana, donde se han construido una serie de trasvases de cuencas, entre otros:

  • Proyecto Especial Chira Piura, en el norte del Perú, donde las aguas regularizadas por un embalse en la cuenca del río Chira se trasvasan a la cuenca del río Piura;
  • Proyecto Especial Majes, en el Departamento de Arequipa, en el sur del Perú donde las aguas del río Colca se trasvasan al río Chili
  • Proyecto Especial Choclococha, en el Departamento de Ica, en el centro de la costa peruana. Una parte del agua que se produce en la parte alta de la cuenca del río Pampas, de la vertiente del Atlántico es revertida hacia la vertiente del Pacífico.

-Generación de energía hidroeléctrica. Estas obras son bastante frecuentes y es una forma de construir embalses más pequeños y maximizar el uso de la potencia instalada en la central Hidroeléctrica.

-Para usos múltiples.


3. Plantas Desalinizadoras

Planta desalinizadora de Carboneras, España
Planta desalinizadora de Carboneras, España

Extraer la sal del agua de mar para convertirla en agua potable es un proceso muy costoso; sin embargo, en algunos paí­ses la necesidad justifica el enorme consumo energético de las técnicas de desalinización. Ya existen más de quince mil plantas desalinizadoras en el mundo, siendo los Emiratos Arabes, España y Estados Unidos las principales naciones que se valen de esta tecnologí­a para obtener agua dulce del mar.
El agua salada constituye el 97.5% del total del agua en el planeta, y por desgracia resulta inútil para el uso humano, agrí­cola o industrial en esas condiciones. Los primeros intentos en desalinizar el agua de mar, aplicados en el Medio Oriente a mediados de 1950, consistí­an básicamente en hervir grandes cantidades de agua, para separar la sal durante la evaporación; pero se trataba de un procedimiento muy lento y con un desmesurado consumo de energí­a, por lo que ese sistema ha sido reemplazado por la técnica de ósmosis inversa, que utilizan miles de plantas desalinizadoras de todo el mundo.
Membranas de ósmosis inversa de una planta desalinizadora
Membranas de ósmosis inversa de una planta desalinizadora

La ósmosis inversa es la tecnologí­a más avanzada, eficiente y respetuosa del medio ambiente para desalinizar el agua, aunque su nivel de consumo energético sigue siendo considerable, ya que para producir sólo mil litros de agua potable se necesitan entre 3000 y 4000 watts de electricidad por hora. Esta tecnologí­a hace pasar el agua a través de una serie de membranas, aplicando medios de presión mecánica que contrarrestan a la presión osmótica natural, de manera tal que el agua se transfiere desde la zona con mayor concentración de sales a la de menor concentración, purificándose durante el proceso.


Una planta desalizinadora efectúa el tratamiento del agua de mar en cinco etapas básicas:
  1. La primera fase de la desalinización es la de recolección y pretratamiento. Tubos colectores de varios cientos de metros de longitud, ubicados en el fondo del mar, captan el agua salada y la transportan hasta la zona de pretratamiento, en donde se separan los sólidos en suspensión y se le agrega hipoclorito de sodio para eliminar las bacterias y demás microorganismos presentes en el agua.
  2. Luego se efectúa la etapa de filtrado a través de filtros de arena y coagulantes como el cloruro férrico, que tamizan las partí­culas más pequeñas que permanecen disueltas en el agua.
  3. A continuación se separan las partí­culas más pequeñas todaví­a, mediante la etapa de microfiltración, en donde se utilizan filtros especiales de cartucho que contienen carbón activado y otros productos, capaces de retener las microimpurezas restantes.
  4. La etapa más importante es la del paso del agua a través de los bastidores de ósmosis inversa. Ubicados en el corazón de las plantas desalinizadoras, estos bastidores se encargan de convertir el agua salada en agua dulce. En la Naturaleza, el proceso de ósmosis, que se produce en todas las células de los seres vivos, permite que entre dos soluciones de diferente concentración salina separadas por una membrana, el lí­quido se mueva desde la solución más fluida hacia la más salina. En las plantas desalinizadoras, el traspaso se produce al revés: aplicando presión mecánica sobre el contenedor de la solución más concentrada, el agua se mueve hacia la dirección contraria, separándose de la sal durante el proceso. Una bomba a presión hace pasar el agua salada a través de un tubo con siete membranas semipermeables en su interior, que sólo permiten la salida de las moléculas de agua, reteniendo las sales en un soporte poroso.
  5. Finalmente, se pasa a la etapa de postratamiento y depósito, en donde el agua es remineralizada mediante el agregado de cal y dióxido de carbono, de manera que resulte apta para el consumo humano. El agua tratada se almacena en tanques especiales, lista para su distribución. La salmuera sobrante es retirada de los tubos de los bastidores y devuelta al mar.
A partir de la puesta en marcha de las primeras plantas desalinizadoras en el sur de España, algunos grupos ecologistas manifestaron su preocupación por el tratamiento de la salmuera y otros desechos recolectados durante la desalinización. Argumentaron que los vertidos al mar de estos desechos afectaban a las poblaciones de algas. Para evitar los efectos negativos del vertido de salmuera en el mar, actualmente las sales se arrojan convenientemente diluidas y de manera muy dispersa, lo que evita una elevada concentración que pudiese perjudicar a la vida marina.
Membranas de ósmosis inversa de una planta desalinizadora
Membranas de ósmosis inversa de una planta desalinizadora

El principal problema de las plantas desalinizadoras sigue siendo su elevadí­simo costo operativo. De hecho, la desalinización sólo resulta rentable a distancias a menos de 150 kilómetros de la costa y en una cota inferior a los 200 metros, lo que reduce notablemente las posibilidades de aplicación de esta técnica. En la Universidad de California se está experimentando con membranas de ósmosis inversa basadas en nanotecnologí­a, que podrí­an reducir los costos de funcionamiento hasta en un 25%. Mientras tanto, pese a los avances conseguidos en los últimos años, extraer la sal del agua mar es un lujo que sólo está al alcance de un puñado de naciones.

4. Energía Hidráulica


Se denomina energía hidráulica o energía hídrica a aquella que se obtiene del aprovechamiento de las energías cinética y potencial de la corriente del agua, saltos de agua o mareas. Es un tipo de energía verde cuando su impacto ambiental es mínimo y usa la fuerza hídrica sin represarla, en caso contrario es considerada sólo una forma de energía renovable.
Se puede transformar a muy diferentes escalas, existen desde hace siglos pequeñas explotaciones en las que la corriente de un río mueve un rotor de palas y genera un movimiento aplicado, por ejemplo, en molinos rurales. Sin embargo, la utilización más significativa la constituyen las centrales hidroeléctricas de represas, aunque estas últimas no son consideradas formas de energía verde por el alto impacto ambiental que producen.
Cuando el Sol calienta la Tierra, además de generar corrientes de aire, hace que el agua del mar, principalmente, se evapore y ascienda por el aire y se mueva hacia las regiones montañosas, para luego caer en forma de lluvia. Esta agua se puede colectar y retener mediante presas. Parte del agua almacenada se deja salir para que se mueva los álabes de una turbina engranada con un generador de energía eléctrica.

5. Energía Marina

La energía marina o energía de los mares (también denominada a veces energía de los océanos o energía oceánica ) se refiere a la energía renovable transportada por las olas del mar , las mareas , la salinidad y las diferencias de temperatura del océano. El movimiento del agua en los océanos del mundo crea un vasto almacén de energía cinética o energía en movimiento. Esta energía se puede aprovechar para generar electricidad que alimente las casas, el transporte y la industria.
El término energía marina abarca tanto la energía de las olas - la energía de las olas de superficie y la energía mareomotriz - obtenida a partir de la energía cinética de grandes cuerpos de agua en movimiento. La energía eólica suele confundirse como una forma de energía marina, pero en realidad es derivada de la del viento, aunque los aerogeneradores se coloquen sobre el agua.
Los océanos tienen una enorme cantidad de energía y están muy cerca a muchas, sino a la mayoría, de la concentraciones de población. Bastantes investigaciones muestran que la energía oceánica tiene el potencial de proporcionar una cantidad sustancial de nuevas energías renovables en todo el mundo.


6. Uso Y Consumo Del Agua

- Usos energéticos.Principalmente para la producción de energía eléctrica. Los saltos de agua son un sistema muy eficaz para producir energía eléctrica.
- Navegación.Este transporte de mercancías y de personas permite la comunicación entre países y continentes.
- Usos recreativos.Agua de embalses, ríos y mares para numerosas actividades deportivas, como navegación a vela, remo o motor. También los campings y los lugares para acampar se ubican cerca de la cuenca de los ríos o en las playas.
- La pesca.Se considera la extracción de peces con fines comerciales y recreativos.
- Usos ambientales.Los ecosistemas acuáticos necesitan un aporte de agua mínimo.

- Usos agrarios. Ej. consumo agrícola se debe al riego de los campos de cultivo y supone el mayor porcentaje de consumo en el mundo. Las necesidades de agua dependen directamente del clima, el tipo de suelo y los tipos de cultivo de cada zona.
- Usos ganaderos. Engloba los requerimientos de agua para Ja alimentación de los animales y para su adecuado desarrollo como la limpieza, la refrigeración y la humectación ambiental.
- Usos municipales. El abastecimiento urbano abarca las necesidades de agua de las viviendas, es decir, el uso doméstico, y el de comercios, centros y servicios públicos.

- Usos industriales y mineros. El agua que se utiliza en la industria se aprovecha como materia prima, refrigerante, depósito de vertidos y agente de transporte. En la minería, el agua se usa para separar los minerales de las rocas.
-Usos domésticos. Se trata del uso del agua por el ser humano para consumo propio: cocinar, higiene personal, el cuidado del jardín, la limpieza del hogar, el lavado de la ropa, etc. Es el consumo que realizamos en nuestras casas a diario, aquel sobre el que podemos realizar un control a nivel individual.

7. Conceptos Básicos
  • Cuenca hidrográfica: Es un territorio drenado por un único sistema de drenaje natural, es decir, que drena sus aguas al mar a través de un único río, o que vierte sus aguas a un único lago endorreico. Una cuenca hidrográfica es delimitada por la línea de las cumbres, también llamada divisoria de aguas. El uso de los recursos naturales se regula administrativamente separando el territorio por cuencas hidrográficas, y con miras al futuro las cuencas hidrográficas se perfilan como las unidades de división funcionales con más coherencia, permitiendo una verdadera integración social y territorial por medio del agua.
  • Red de drenaje: Una red de drenaje es una red de transporte superficial de agua y sedimento, como ríos, lagos y flujos subterráneos, alimentados por la lluvia o de la nieve fundida. La mayor parte de esta agua no cae directamente en los cauces fluviales y los lagos, sino que se infiltra en las capas superiores del terreno y desde éstas aparece constituyendo arroyos.
  • Línea divisoria de las aguas: La línea divisoria de las aguas, divisoria de drenaje o simplemente divisoria es el límite entre las cuencas hidrográficas contiguas de dos cursos de agua, y también entre dos vertientes hidrográficas contiguas. A cada lado de la divisoria, las aguas de lluvia acaban siendo recogidas por los ríos principales de las cuencas o vertientes respectivas.
  • Escorrentía superficial: lámina de agua que circula sobre la superficie en una cuenca de drenaje, es decir la altura en milímetros del agua de lluvia escurrida y extendida. Normalmente se considera como la precipitación menos la evapotranspiración real y la infiltración del sistema suelo. Según la teoría de Horton se forma cuando las precipitaciones superan la capacidad de infiltración del suelo. Esto sólo es aplicable en suelos de zonas áridas y de precipitaciones torrenciales. Esta deficiencia se corrige con la teoría de la saturación, aplicable a suelos de zonas de pluviosidad elevada y constante. Según dicha teoría, la escorrentía se formará cuando los compartimentos del suelo estén saturados de agua.
    La escorrentía superficial es una de las principales causas de erosión a nivel mundial. Suele ser particularmente dañina en suelos poco permeables, como los arcillosos, y en zonas con una cubierta vegetal escasa.
  • Acuífero: Es aquel estrato o formación geológica permeable que permite la circulación y el almacenamiento del agua subterránea por sus poros o grietas. Dentro de estas formaciones podemos encontrarnos con materiales muy variados como gravas de río, limo, calizas muy agrietadas, areniscas, porosas, poco cementadas, arenas de playa, algunas formaciones volcánicas, depósitos de dunas e incluso ciertos tipos de arcilla.
  • Nivel freático: El nivel freático corresponde (en un acuífero libre) al lugar en el que se encuentra el agua subterránea. En este nivel la presión de agua del acuífero es igual a la presión atmosférica.
    Al perforar un pozo de captación de agua subterránea en un acuífero libre, el nivel freático es la distancia a la que se encuentra el agua de la superficie del terreno. En el caso de un acuífero confinado, el nivel de agua que se observa en el pozo, corresponde al nivel piezométrico.
  • Manantial: Es una fuente natural de agua que brota de la tierra o entre las rocas. Puede ser permanente o temporal. Se origina en la filtración de agua, de lluvia o de nieve, que penetra en un área y emerge en otra de menor altitud, donde el agua no está confinada en un conducto impermeable. Estas surgencias suelen ser abundantes en relieves kársticos. Los cursos subterráneos a veces se calientan por el contacto con rocas ígneas y afloran como aguas termales.
    Dependiendo de la frecuencia del origen (caída de lluvia o nieve derretida que infiltra la tierra), un manantial o naciente puede ser efímero (intermitente), perenne (continuo), o artesiano. Los pozos artesianos son manantiales artificiales, provocados por el hombre mediante una perforación a gran profundidad y en la que la presión del agua es tal que la hace emerger en la superficie.
    Cuando el agua aflora a la tierra, puede formar un estanque o arroyo. Las aguas termales así como los géiseres también son manantiales.
  • Uso consuntivo: Es el uso del agua que no se devuelve en forma inmediata al ciclo del agua. Por ejemplo, el riego es un uso consuntivo, mientras que la generación de energía eléctrica mediante el turbinado del agua de un río, si la descarga es en el mismo río no es un uso consuntivo.
    En agricultura, el uso consuntivo es el agua que se evapora del suelo, el agua que transpiran las plantas y el agua que constituye el tejido de las plantas. Es la cantidad de agua que debe aplicarse a un cultivo para que económicamente sea rentable,
  • Uso no consuntivo: Uso del agua que tiene lugar en la propia corriente por ejemplo, la generación hidroeléctrica, la navegación, la mejora de la calidad del agua, la acuicultura y para fines recreativos. Se refiere al uso del agua sin consumirla, devolviéndola a su cauce sin perjudicar a los usuarios existentes aguas abajo.






IMPACTOS SOBRE LA HIDROSFERA


1. Fuentes De Contaminación

La contaminación del agua es la incorporación al agua de materias extrañas.
En función de su origen la contaminación puede ser:
Natural- como polen, esporas, hojas, etc.
Antrópica- tiene su origen en las ciudades, fábricas, etc
En función de su localización:
Puntuales: Vierten a través de un foco muy localizado, como vertidos industriales.
No puntuales- Vierten de manera difusa y son difíciles de delimitar geográficamente.

2. Tipos De Contaminantes

Contaminantes biológicos
Se contamina básicamente por los excrementos humanos o animales o por las aguas residuales. Esta contaminación fecal incorpora una variedad de organismos patógenos relacionados con las enfermedades que pueden existir en la comunidad en ese momento.
Los organismos negativos mas adaptados son los hongos, protozoos y algas, que pueden producir sustancias tóxicas, infecciones y disminuir las cualidades organolépticas del agua.

Contaminantes químicos
Biodegradables- Nitratos y fosfatos procedentes de los fertilizantes o de la descomposición de la materia orgánica. Los carbohidratos, proteínas y grasas, así como gases del tipo H2S, metano y oxígeno.
No biodegradables- Son compuestos obtenidos por síntesis química tales como plásticos, pesticidas, metales pesados, etc. que al ser extraños al ecosistema, casi no encuentran organismos con equipos enzimáticos capaces de transformarlos, pudiendo llegar a concentraciones peligrosas, al acumularse cada eslabón de las cadenas tróficas.

Contaminantes físicos
Radioactividad, procedente de fuentes naturales o actividades humanas. Se acumulan en los lodos de los embalses y fondos oceánicos y tienen efectos cancerígenos.
Contaminación térmica- Procedente de la utilización del agua como refrigerante en las industrias térmicas, o de las turbinas de los embalses. Afecta a la concentración de oxígeno en el agua.
Partículas groseras y coloidales- Interfieren en la penetración de la luz en el agua, disminuyendo la flora aerobia, la capacidad de autodepuración, y dificulta su utilización en las plantas potabilizadoras.

Contaminantes biodegradables
Los contaminantes químicos complejos que se descomponen (metabolizan) en compuestos químicos más sencillos por la acción de organismos vivos (generalmente bacterias especializadas) se denominan contaminantes biodegradables. Ejemplo de este tipo de contaminación son las aguas residuales humanas en un río, las que se degradan muy rápidamente por las bacterias, a no ser que los contaminantes se incorporen con mayor rapidez de lo que lleva el proceso de descomposición.
Entre los elementos biodegradables, encontramos que cada producto contiene varios elementos biodegradables, principalmente las sustancias químicas, que sirven de alimentos para los microorganismos, donde realizan diferentes procesos y crean otros materiales orgánicos como los aminoácidos. Para su desintegración emplean dos métodos, el aeróbico,que lo degradan mediante el oxígeno, es decir, al aire libre; o si no de manera anaeróbica, que se da sin el oxígeno, con el producto semi enterrado.
Sin embargo, la biodegradabilidad depende mucho de los materiales químicos y físicos que compongan elementos.

Contaminantes no biodegradablesSon aquellos contaminantes que no se descomponen por procesos naturales. Por ejemplo, son no degradables el plomo y mercurio.
La mejor forma de tratar los contaminantes no degradables (y los de degradación lenta) es por una parte evitar que se arrojen al medioambiente y por otra reciclarlos o volverlos a utilizar. Una vez que se encuentran contaminando el agua, el aire o el suelo, tratarlos, o eliminarlos es muy costoso y, a veces, imposible.



2. Efectos Generales

EUTROFIZACIÓN
Se sintetiza en tres fases:
- Gran aporte de nutrientes- Fundamentalmente de fósforo, principal factor limitante, pues el nitrógeno pude ser fijado por cianobacterias-. Este P procede de abonos y fertilizantes agrícolas, industrias agropecuarias, residuos alimenticios y de detergentes con fosfato.
- Proliferación excesiva de organismos fotosintéticos superficiales, fitoplacton y algas macroscópicas, enturbian el agua, disminuyen la zona fótica y producen al morir una gran acumulación de materia orgánica en el fondo.
- Oxidación de la materia orgánica del fondo por bacterias aerobias, agotando el oxígeno, llegando a producirse condiciones de anaerobiosis que favorecen la aparición de bacterias anaerobias. Estas fermentan la materia orgánica sobrante y desprenden compuestos químicos desagradables y peligrosos para la salud. Todo ello empobrece la vida acuática.

3. Contaminación De Las Aguas

CONTAMINACIÓN DE LAS AGUAS SUBTERRÁNEAS
El origen de la contaminación subterránea es muy variado.
Las principales actividades humanas que produce impactos en las aguas subterráneas se pueden englobar en los siguientes grupos:
- Residuos sólidos urbanos.
- Aguas residuales vertidas en fosas sépticas.
- Actividades agrícolas, que afectan a grandes superficies.
- Ganadería.
- Actividades industriales.
- Actividades mineras.

CONTAMINACIONES DE AGUAS MARINAS
Las descargas accidentales y a gran escala de petróleo son una importante causa de contaminación de las costas. Los casos mas espectaculares se deben a los accidentes de superpetroleros empleados en su transporte, pero hay muchos otros barcos que vierten también petróleo, las refinerías y plantas petroquímicas, y la explotación de las plataformas petrolíferas marinas suponen también una importante aportación de vertidos.
El efecto de las mareas negras depende del tipo de petróleo, cantidad liberada, movilidad del mar receptor, y la distancia a la costa.
Parte de sus componentes volátiles se evaporan, el resto se expande en superficie, se emulsiona en el agua o se deposita en el fondo degradándose lentamente.
En todos los casos el petróleo actúa sobre los seres vivos:
- Impidiendo la fotosíntesis.
- Disminuyendo el oxígeno del agua.
- Impregnando a todo tipo de organismos.

4. Sobreexplotación Y Salinización De Acuíferos

SOBREEXPLOTACIÓN
Los pozos se pueden secar si el nivel freático cae por debajo de su profundidad inicial, lo que ocurre ocasionalmente en años de sequía, y por las mismas razones pueden secar los manantiales. El régimen de recarga puede alterarse por otras causas, como la reforestación, que favorece la infiltración frente a la escorrentía, pero aún más favorece la evaporación, o por la extensión de pavimentos impermeables, como ocurre en zonas urbanas e industriales.
El descenso del nivel freático medio se produce siempre que hay una extracción continuada de agua en el acuífero. Sin embargo este descenso no significa que el acuífero esté sobreexplotado. Normalmente lo que sucede es que el nivel freático busca una nueva cota de equilibrio en que se estabiliza. La sobreexplotación se produce cuando las extracciones totales de agua superan a la recarga.
En algunas partes del mundo la ampliación de los regadíos y de otras actividades que consumen agua se ha hecho a costa de acuíferos cuya recarga es lenta o casi nula. Esto ha tenido algunas consecuencias negativas como el secado de manantiales y zonas húmedas o la intrusión salina en acuíferos costeros. En algunos casos la sobreexplotación ha favorecido la intrusión de agua salina por la proximidad de la costa, provocando la salinización del agua e indirectamente la de los suelos agrícolas.

SALINIZACIÓN DE ACUÍFEROS
El agua subterránea en áreas costeras puede contaminarse por intrusiones de agua de mar (intrusión salina) cuando la tasa de extracción es muy alta. Esto provoca que el agua del mar penetre en los acuíferos de agua dulce. Este problema puede ser tratado con cambios en la ubicación de los pozos o excavando otros que mantengan el agua salada lejos del acuífero de agua dulce. En todo caso, mientras la extracción supere a la recarga por agua dulce, la contaminación con agua salada sigue siendo una posibilidad.
Hay muchísimos casos de salinización de suelos en zonas de regadíos, donde por evaporación de las aguas en la zona capilar del perfil dejan en el suelo las sales que llevan disueltas.
Además en las áreas bajo riego,y con sistemas de baja eficiencia en la aplicación de las láminas de agua, es frecuente la salinización del acuífero freático o libre.
La recuperación de los acuíferos es mucho más lenta y requiere la suspensión de las acciones que produjeron la salinización o de las explotaciones subterráneas.




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Las soluciones para evitar la salinización de cada acuífero deben partir de conocer su naturaleza. Así, a la lógica medida de reducir el bombeo de agua dulce, se han de sumar otras soluciones como el análisis en detalle de la situación del acuífero antes de construir embalses aguas arriba del mismo, ya que ello supondrá una grave merma en su recarga natural y, posiblemente, su salinización si no se garantiza un caudal de recarga. De hecho "puede darse la paradoja de que la construcción de un embalse superficial inutilice aguas abajo el embalse natural de aguas subterráneas".

5. Tratamiento De Aguas Para Consumo

POTABILIZACIÓN


La potabilización es el conjunto de procesos que transforman a las aguas naturales en aptas para el consumo, es decir potables. En ella se eliminan o ajustan las concentraciones de sus componentes para que no supongan un factor de riesgo para la salud humana y no tengan características organolépticas repulsivas. El tratamiento dependerá de las condiciones del agua de partida y de la red que la distribuirá posteriormente. Los principales procesos que se pueden dar en una estación potabilizadora son:
- Captación:
- Aguas de precipitación, de lluvia o de nieve, suelen ser potables pero es aconsejable su desinfección.
-Aguas superficiales continentales- Ríos lagos y embalses.
- Aguas subterráneas- Manantiales, pozos.
-Agua de mar- Plantas desaladoras.
-Desbaste-Tamización- Para eliminar la mayor cantidad de materiales que por su tamaño y naturaleza podrían crear problemas en los tratamientos posteriores. Se usan rejas y tamices de distinto tamaño y autolimpiables.
-Predecantación- En aguas superficiales muy cargadas de arenas o barro, con o sin la adición de reactivos floculantes.
-Aireación- Para desprender sustancias volátiles.
-Preozonización- Evita la proliferación de algas en las instalaciones y favorece otros procesos. El ozono y el cloro se amplían en la desinfección.
- Coagulación- Floculación- Favorece la precipitación de las partículas en suspensión que originan la turbidez del agua.
-Decantación o flotación- Separación de partículas basadas en la gravedad, en función de la densidad de las partículas contenidas en el líquido.
-Ablandamiento. Disminuye la dureza del agua cuando ésta contiene exceso de sales de calcio o magnesio.
-Filtración- Retención en medio poroso de la materia en suspensión contenida en un fluido.
-Desinfección- Su finalidad es destruir los organismos patógenos de transmisión hídrica. Los desinfectantes químicos suelen actuar por oxidación y rotura de la pared celular desintegrando al organismo. El procedimiento mas extendido es la cloración aunque puede originar sustancias tóxicas cuando reaccionan con ácidos húmicos, que no se han retirado previamente por lo que se utiliza una desinfección mixta con el ozono que es mas efectivo y no produce compuestos tóxicos.
-Adsorción- Proceso por el que una sustancia se acumula en la interfase entre dos estados. Se suele utilizar el carbón activo.
-Vigilancia- del agua de consumo.
-Tratamiento de aguas marinas: En las zonas costeras pobres en aguas continentales el principal procedimiento utilizado para desalinizar el agua marina es la ósmosis inversa. En ella se aplica una presión alta sobre la parte mas concentrada de dos compartimentos separados por una membrana semipermeable. Así se convierte el sentido normal de la ósmosis, pasando el agua de la zona mas concentrada de solutos a la menos concentrada, quedando los solutos retenidos en la membrana.

DEPURACIÓN DE AGUAS RESIDUALES
DEPURACIÓN O AUTODEPURACIÓN

Las aguas pueden recuperar el equilibrio de sus componentes cuando la contaminación no es excesiva, mediante la dilución de los contaminantes y la digestión biológica de la materia orgánica añadida.
-Zona de degradación- se inicia la descomposición de la materia orgánica básicamente por bacterias. Se presenta también descomposición anaerobia. Las formas superiores de vida se sustituyen por otras inferiores mas tolerantes.
-Zona de recuperación- El oxígeno del aire y el procedente de la fotosíntesis permite la oxidación de los materiales.
-Zonas de aguas limpias- Con características similares a las que tenía antes de recibir el vertido, con polución natural o geoquímica, siendo normales la vida animal y vegetal.



6. Medidas Preventivas De La Contaminación De Las Aguas
-Cuidar la vegetación de los páramos y cabeceras de los ríos, evitando la tala de los bosques.
-Proteger las fuentes de agua, no arrojando basura o residuos fecales en ellas.

-Construir letrinas y pozos sépticos.

-Construir plantas de tratamiento de aguas residuales.

-Realizar campañas educativas para lograr actitudes positivas hacia la conservación del agua.
-Prohibir la disposición de desechos peligrosos en rellenos sanitarios por inyección en pozos profundos.
-Monitorear los acuíferos.
-Disponer controles más estrictos sobre la aplicación de plaguicidas y fertilizantes.
-Requerir que las personas que usan pozos privados para obtener agua de beber hagan que se examine ese líquido una vez al año.