1.EL CICLO DEL AGUA

Es un sistema gigantesco impulsado por la energia del sol cuya funcion es el transporte del agua del planeta de unas zonas a otras bajo sus diferentes estados. El ciclo del agua se puede dividr en

: *El ciclo hidrologico extremo

.Consiste en el movimiento ciclico del agua,ascendente,por evaporacion directa y transpiracion y descendente por precipitacion y escorrentía.El agua se evapora desde el oceano,hasta que las condiciones hacen que la humedad se condense en nubes y caiga como precipitacion.La precipitacion que cae en el oceano ha completado su ciclo y esta dispuesta a empezar otro.El agua que cae en el continente,sin embargo,debe completar su camino de vuelta al oceano.una parte del agua inflitra en el suelo y se mueve hacia abajo(escorrentia subterranea).Cuando la velocidad caida de la lluvia es mayor que la capacidad del suelo para absorberla, el agua fluye sobre la superficie,escorrentia superficial.Parte del agua que se infiltra en el suelo es absorbida por las raices de las plantas,que despues la liberan a la atmosfera.Este proceso se denomina transpiracion.Dado que no podemos distinguir claramente entre la cantidad de agua que se evapora y cantidad que es transpirada por las plantas,utilizar el termino evapotranspiracion. *

El ciclo hidrologico interno:

La dinamica de las placas litosfericas hace que,los episodios magmaticos que se producen incorporan el agua que iba empapando lsa rocas subducidas,con lo que esta entra a formar parte del agua magmatico.Liberandose a veces en los procesos volcanicos y reincorporandose de nuevo al ciclo hidrologico extremo.A estas agua magmaticas se pueden añadir las que proceden de la desgastificacion de los magmas derivadios de la fusion de rocas que nunca han estado en la superficie.La cantidad de agua reintroducida en el manto compensa a la que sale por las dorsales.

1.1 BALANCE HIDRICO GENERAL

Partiendo de que todos los rios van a parar al mar,y,sin embargo,este no se llenanunca,se puede calcular la cantidad de agua evaporada de este,que sera igual a la aportada por los rios(37.000km3/año)mas la precipitacion sobre los oceanos.El agua de todos los mares del mundo tarda 36.000 años en renovarse.Este periodo se suele llamar tiempo de residencia.El balance hidrico representa el balance entre los aportes de agua por las precipitaciones y su salifa mediante evapotransportacion, recargas subterraneas y corrientes superficiales.Se puede que los volumenes totales de agua implicados en el ciclo hidrologico son constante a lo largo del tiempo.

2)AGUAS CONTINENTALES. 2.1.CARACTERÍSTICAS GENERALES Y DISTRIBUCIÓN DE LAS AGUAS CONTINENTALES

La cantidad y el tipo de sustancias disueltas en las aguas continentales son muy variables en las distintas zonas y proceden de la atmósfera, de donde son incorporadas durante las precipitaciones, o del lavado que ejercen sobre el terreno. Por tanto, la composición del agua continental variará en función de la litología, así como, el clima y la vegetacion. La mayor parte de las aguas continentales son aguas dulces. El agua en los continentes, se distribuye de la siguiente manera: hielo glaciar y aguas líquidas superficiales y subterráneas.

2.1.1)LOSGLACIARES

las zonas peripolares y de alta montaña estan cubiertas de hielo: un 10% de la superficie terrestre. El océano Ártico están cubiertos por la banquisa, una capa de agua marina helada de pocos metros de espesor; pero las grandes masas de hileo provienen de la compactación de la nieve por la expulsion del aire, hasta que esta llega a densidades de 0.90(hielo blanco) o 0,92(hielo azul). Las temperaturas del hielo glaciar oscilan entre -28 y -2ºC. El hielo se mueve a causa de la compresión y la fuerza de la gravedad. Las mayores acumulaciones de hielo se llaman casquetes glaciares. Se hallan en la Antártida, Groenlandia y, en masas menores, en Islandia y norte de Canadá. Otras formas de acumulación de hielo son los glaciares de valle.

2.1.2)LOS LAGOS

el 20% de la superficie continental no envía sus aguas a los océanos. La mayoría de los lagos están en depresiones locales. Es en los relieves jóvenes donde encontraremos mayor abundancia de lagos. Esto sucederá en tres situaciones geológicas distintas:

*Regiones que han sufrido una deglaciación reciente

Los glaciares al fluir, dejan profundas incisiones que luego ell agua puede rellenar(lagos de umbral); así mismo, los sedimentos glaciares formanbarreras que también pueden contener el agua de deshielo(lagos de barrera.

*Regiones volcánicas

En ellas se formarán lagos de cráter.
*Regiones con una tectónica distensiva, en las que los lagos ocupan el fondo de fosas tectónicas que se forman en bordes constructivos.

2.1.3.LAS AGUAS SUBTERRÁNEAS

El agua que se filtra, una vez que se llenan los poros del suelo, pasa hacia el sustrato rocoso y desciende por gravedad a través de los huecos de las rocas hasta una zona donde los poros están saturados de agua, formando así un acuífero.

2.1.4)LOS RÍOS

Los sistemas fluviales nacen en puntos donde el agua subterránea se ve impulsada a la superficie por las condiciones topográficas o geológicas del terreno, o bien un glaciar se funde. En primer caso, tendremos manantiales de varios tipos: una cascada si la topografía es muy abrupta, una zona pantanosa si es plana o un lago si es una zona deprimida. La sal que se acumula en la tierra por la evaporación hasta que mata las raíces de los vegetales, es una prueba de que el agua que circula por los ríos no es totalmente pura.

2.2.)LA DINÁMICA GENERAL DE LAS AGUAS SUPERFICIALES: LAS CUENCAS HIDROGRÁFICAS

Se entiende por escorrentía la parte de la precipitación que llega a las corrientes superficiales, ya sean continuas o intermitentes de una cuenca. Se consideran varios tipos de escorrentía:

*Escorrentía superficial

Corresponde a la precipitación que no se infiltra, que no queda retenida en depresiones del suelo, y que escapa a kos fenómenos de evapotraspiración.

*Escorrentía hipodérmica o subsuperficial

Es el agua de precipitación, que tras infiltrarse, se mueve lateralmente por los horizontes superiores para reaparecer de pronto a la superficie.

*Escorrentía subterránea

Es la precipitación que se infiltra hasta alcanzar la capa freática, circulando a través de acuíferos hasta alcanzar la red de drenaje. La cantidad de agua que se infiltra depende de los siguientes factores:

*Tipo de precipitaciones

Mucha cantidad de agua caída en muy poco tiempo se infiltra peor.

*Tipo de suelo

Un suelo más arenoso permite mayor circulación del agua que uno arcilloso.

*Pendiente

A mayor pendiente, menor infiltración y menor escorrentía superficial. Muchas formas de alteración artificial de los suelos tienden a disminuir la capacidad de infiltración e incrementar escorrentía. Las consecuencias son: perdidas de suelo por erosión y disminución de las reservas de agua, Proceso conocido como desertificación. Los sistemas fluviales modelan la superficie terrestre. Los cursos de agua fluyen por las zonas más bajas configuran las llamadas redes de drenaje. Los interfluvios comprenden dos vertientes de dos valles distintos. El eje de un valle o cuenca se denomina talweg. Toda la superficie cuyas aguas van a parar al mismo río, lago o mar, configura la cuenca hidrográfica de dicho río y se agrupan en vertientes según drenen a un océano u otro. El funcionamiento de un río se describe mediante gráficos llamados hidrogramas. En el hidrograma distinguimos:

*Una rama ascendente o curva de concentración

*La cresta o caudal punta

*La rama descendente o curva de descenso y agotamiento

Si durante un tiempo la cuenca no recibe precipitación, el caudal decrece paulativamente(curva de agotamiento) hasta alcanzar el caudal mínimo(caudal de base). Cuando presenta el caudal punta se dice que está en crecida.

2.3)lAS AGUAS SUBTERRÁNEAS. cIRCULACIÓN Y TIPOS DE ACUÍFEROS

La hidrogeología es la ciencia que se ocupa del estudio de las aguas subterráneas. Estas, representan el 14% del total del agua dulce de la hidrosfera. El origen de las aguas subterráneas está en la infiltración en el terreno de las aguas superficiales volviendo de nuevo a la superficie por evapotraspiración, formando manantiales, alimentando ríos y lagos o desembocando directamente en el mar. En el siguiente cuadro podemos ver un estudio comparativo entre las aguas subterráneas y las agua superficiales.

2.3.1)CONCEPTOS FUNDAMENTALES.2.3.1.1.PROPIEDADES HIDRÁULICAS DE LAS ROCAS

Las rocas y el suelo constituyen el medio poroso en el que se almacenan y por el que circula el agua subterránea. Este medio poroso está formado en mayor o menor grado por huecos, poros o intersticios, los cuales pueden esta qcupados por agua, gases o materia orgánica.

A)Porosidad

La porosidad determina la capacidad de almacenar fluidos tanto líquidos como gases. La porosidad de los materiales consolidados depende del grado de cementación y del estado de fracturación de la roca. La porosidad de los sedimentos o materiales sueltos dependerá del grado de compactación de los granos y de su distribución por tamaños. Parte del agua que ocupa los huecos del medio poroso queda retenida por fuerzas electrostáticas. Se trata de la denominada agua hidroscópica. Otra constituye una fina lámina que rodea a las partículas sólidas y al agua hidroscópica, es el agua pelicular. El agua capilar retenida por capilaridad en los huecos es la única agua que aprovechan las plantas. Existe otra que no queda retenida y circula libremente por efecto de la gravedad denominada agua gravífica.

B)Permeabilidad o conductividad hidráulica

Determina la capacidad de un material para trasmitir fluidos. La permeabilidad es por tanto una propiedad dinámica, en contraste con la porosidad que es una propiedad estática. La relación entre porosidad y permeabilidad radica en el tamaño y el grado de conexión de los poros. Así, poros amplios permiten un fácil desplazamiento de los fluidos. Por el contrario, poros pequeños apenas permiten el flujo del agua.

2.3.1.2)COMPORTAMIENTO DEL MEDIO FRENTE AL AGUA SUBTERRÁNEA

En función de la capacidad de los materiales del medio para almacenar o trasmitir el agua subterránea, se pueden distinguir los siguientes tipos:

*Acuífero

Toda formación geológica que contiene agua y que permite su libre circulación a través de los poros bajo la acción de la gravedad. La roca ha de ser porosa y permeable(arena o caliza carstificada). Se les denominan también embalses subterráneos.

*Acuífugo

Toda formación geológica que ni almacena agua en cantidades apreciables, ni permite su circulación. Se trata de rocas no porosas e impermeables(EJ:cuarcita y rocas volcanicas).

*Acuicludo

Formación geológica capaz de almacenar agua pero no de trasmitirla en cantidades apreciables.

*Acuitardo

Formación geológica que almacena el agua si bien el movimiento de la misma a su través es sumamente lento.

2.3.1.3)ZONAS HIDROLÓGICAS DEL SUELO

En el transcurso del movimiento descendiente del agua que se infiltra en el terreno, se pueden distinguir verticalmente tres zonas:

1)ZONA DE AIREACIÓN O NO SATURADA

Está localizada entre la superficie del terreno y la superficie freática. Se distinguen tres subzonas:

A)Subzona edáfica o de evaporación

Es la más externa comprendida entre la superficie del terreno y los extremos de las raíces de la vegetación.

B)Subzona de retención o intermedia

No está afectada por las raíces de las plantas, su grado de compactación es mayor. Cuando desaparece el agua gravífica, mantiene agua higroscópica, pelicular y capilar.

C)Subzona capilar

Es la franja de transición a la zona saturada.

2)NIVEL FREÁTICO O HIDROSTÁTICO:

es una superficie teórica definida como el lugar geométrico de puntos de agua en el subsuelo que soportan una presión igual a la atmosférica. LA altura del nivel freático varía según la región de que se trate.

3)zona de saturación o de agua freática:

es la parte del suelo situada por debajo de la superficie freática en la que el agua llena completamente todos los poros. El limite inferior lo constituye la zona del subsuelo donde el terreno presenta ya muy pocos poros y recibe el nombre de zócalo impermeable.

2.3.2TIPOS DE ACUÍFEROS. A)Acuífero libre o frático

Es toda formación geológica porosa y permeable en la que la superficie freática no queda limitada por arriba por ningún material impermeable que separe la zona inferior saturada, de la superficie del terreno.

B)Acuíferos confinados

Son aquellas formaciones en las que el agua subterránea se encuentra encerrada entre dos capas impermeables y es sometida a una presión distinta a la atmosférica (superior).

2.3.3)LA DESCARGA DE LAS AGUAS SUBTERRÁNEASEl agua subterránea deja de

considerarse como tal cuando abandona el subsuelo para emerger a la superficie del terreno.

A)Descarga natural: Los manantiales

Cualquier descarga natural de agua en la superficie del terreno en cantidad apreciable, procedente de un acuífero se denomina manantial. Ya sean manantiales subaéreos o subacuáticos. A veces la descarga se produce mediante la evapotranspiración directa de las plantas. La causa más frecuente de la aparición de manantiales se debe a variaciones locales de la permeabilidad del terreno que a su vez se puede deber a fenómenos de carácter tectónico.

B)Descarga artificial: Los pozos

El método más corriente de explotación de los acuíferos es la perforación de pozos verticales que alcanzan el nivel hidrostático local, por los que se extrae el agua mediante bombeo. Cuando un pozo empieza a bombear agua subterránea, se produce un vacío que origina un cono de depresión alrededor del mismo. Al principio aumenta rapidamente el cono de depresión, pero este aumento va siendo cada vez menos acusado hasta que se llega a un equilibrio entre el caudal extraído y el aporte de agua al acuífero. Se llama radio de influencia del pozo, a la distancia máxima a que se acusan los efectos de la depresión originada en otro pozo testigo. El diámetro del pozo tiene poca importancia en el caudal de agua que suministra el pozo, este depende directamente de la permeabilidad de la roca y del radio del cono de depresión. Si los pozos de una zona están demasiado próximos unos a otros puede llegar a secar los pozos que no sean bastantes profundos.

4)RECURSOS HÍDRICOS. 4.1)NECESIDADES DEL AGUA

Se entiende por recursos hidráulicos naturales de una región durante un determinado período de tiempo al volumen de agua del que podría disponerse en dicha región y tiempo de forma natural. El período de tiempo que se suele considerar es el año hidrológico, que en España comienza el 1 de octubre y termina el 30 de septiembre. En diversas regiones del planeta existen problemas de falta de agua que empiezan a ser graves en algunos casos, debido a que la distribución pluviométrica es muy irregular. Las zonas excedentarias en agua son las regiones circumpolares. Países pobres y países ricos se diferencian por sus consumos medios de agua por habitante, que en los de extrema pobreza puede llegar a un máximo de 5L, mientras los ricos llegan a consumir hasta 350L diarios por persona en usos domésticos. Podemos diferenciar dos tipos de recursos hídricos:

A)Agua superficial

Es el agua procedente de la lluvia y el deshielo que discurre con rapidez sobre el suelo y alimenta arroyos, charcas y ríos; esta agua constituye la escorrentía superficial, que proporciona la mayor parte del agua utilizada.

B)Agua subterránea

La constituye el agua de precipitación infiltrada en el subsuelo que escapa de la evapotranspiración y desciende hasta llegar a una capa impermeable que la retiene, se acumula encima y satura los huecos del terreno formando un acuífero. 

4.1.1.USOS Y CONSUMO

En principio, los usos del agua pueden agruparse en:
*Consuntivos, aquellos en los que hay un consumo del agua(EJ: abastecimientos,regadíos).
*No consuntivos, aquellos en los que no hay un consumo del agua(EJ: producción de energía eléctrica, navegación,etc.

Ahora bien, es preciso distinguir entre:

A)Usos prioritarios:

constituyen una necesidad imposible de satisfacer sin la utilización del agua dulce, resultan imprescindibles para la vida.

B)Usos secundarios

constituyen una necesidad imposible de satisfacer sin la utilización del agua dulce. Las diferencias en el consumo de agua entre países desarrollados y subdesarrollados son sustanciales. El consumo mundial destina un 65% a un 70% a la agricultura, de un 20 a un 25% a la industria y solo el orden del 5% al consumo doméstico.

4.1.1.1.USOS URBANOS E INDUSTRIALES

Las aguas residuales urbanas se pueden clasificar, según los diferentes vertidos que las componen, en:

A)Aguas domiciliarias

Estarían formadas por aguas de cocina y aguas blancas de baño.

B)Aguas negras

Proceden de la defecación del ser humano. Las demandas de agua en el medio urbano vienen definidas por dos parámetros: la población y el consumo por habitante. Por lo que respecta a los abastecimientos industriales, el agua se utiliza como agente de vapor o refrigeración y como factor para la limpieza.

4.1.1.2.USOS AGRÍCOLAS

El regadío es el mayor demandante y consumidor de agua. Con frecuencia se necesita suplementar el agua destinada a la agricultura con agua de los acuíferos.

4.1.1.3.USO ENERGÉTICO

La crisis del petróleo y de la energía nuclear, y la contaminación producida por sus derivados hace necesaria la búsqueda de soluciones, como el uso de energías alternativas. Una de las más rentables sería el aprovechamiento más intenso de los residuos hidroeléctricos, que no producen ninguna contaminación. Además, el uso hidroeléctrico del agua no produce consumo físico de la misma.

4.1.1.4.NAVEGACIÓN

Para la navegación fluvial debemos disponer de cauces en condiciones hidráulicas apropiadas y caudales compatibles con el calado de las embarcaciones. Cuando es insuficiente para permitir el tráfico de embarcaciones puede recurrirse al auxilio de embalses de regulación que proporcionen los caudales necesarios.

4.1.1.5.USOS RECREATIVOS

A medida que se eleva el nivel de vida aumenta la demanda de los recursos hidráulicos con fines recreativos.

la mayoría de los observadores atribuyen esta tendencia al incremento del tiempo libre, a la mayor renta y a la mayor movilidad de los ciudadanos. El uso recreativo de los embalses, ríos y lagos(práctica de deportes náutico,pesca,etc) no supone consumo de agua.

4.1.1.6.NECESIDADES ECOLÓGICAS Y AMBIENTALES

Se supone que es necesario conservar como caudales mínimos los circulantes de forma natural en periódos secos. Si queremos determinar cuál es el caudal mínimo desde el punto de vista ecológico debemos tener presentes los siguientes factores.
a)erosión.
B)Evitar el estancamiento de agua y de esta forma focos de infección que pongan en peligro la salud pública.
C)Diluir suficientemente las contaminaciones dispersas.

D

Conservar la estética de los parajes naturales.
E)Necesidad de racarga de acuíferos para hacer posible la navegación, uso

recreatico,etc.

4.2.PARÁMETROS BÁSICOS PARA DETERMINAR LA CALIDAD DE LAS AGUAS

1)Parámetros físicos. 2)Parámetros químicos

Presencia de iones. *Oxígeno disuelto *Demanda biológica de oxígeno(DBO), es una media de la cantidad de O2 que los microorganismos necesitan para oxidar la materia orgánica.

Demanda química de O2(DQO)
mide el oxígeno disuelto necesario para la oxidación de la materia orgánica`por la accion de agentes químicos oxidados.

Carbono orgánico total(COT). *PH. *Dureza. *Nitrógeno.

3)Parámetros biológicos

Indicadores biologicos de contaminacion.

4)Parámetros organolépticos

Son el olor, el sabor, el color y turbidez.

4.1.2.1.LA AUTODEPURACIÓN

Es un sistema que tiene lugar en las agua naturales, y consiste en una serie de mecanismos de sedimentación de las partículas presentes en ellas y de procesos químicos y biológicos que producen la degradación de la materia orgánica existente en materia inorgánica. Con ellos se elimina la materia extraña del agua y se restablece el equilibrio natural.

4.2.2.TRATAMIENTO DEL AGUA:POTABILIZACIÓN.4.2.2.2.DESALACIÓN

El agua del mar contiene un 3,5% de sales minerales y el uso corriente de agua sólo admite un 0,1% de sales disueltas. Por ese motivo, para poder utilizar el agua del mar y demás aguas salobres para el consumo se utilizan distintas técnicas de desalación. Entre los métodos utilizados para desalinizar el agua del mar están los siguientes:
A)

Destilación por corriente de vapor en varias etapas

Consiste en calentar el agua salada y hacer pasar el vapor resultante por una serie de cámaras. A medida que Ja temperatura de la salmuera disminuye, la presión en las sucesivas cámaras también lo hace con el fin de mantener el agua en forma de vapor hasta el final del proceso. Al enfriarse el vapor circulante, cede calor que se utiliza para calentar los tubos de entrada de agua salada. El líquido que se ha ido condensando se recoge como agua desalada al terminar el proceso.

B)Electrodiálisis

Cuando se sumergen en una solución salina electrodos conectados a una batería, la corriente circula a través de los alambres debido a que el circuito se cierra par el flujo de partículas cargadas (iones) en la solución salina. Los iones positivos son atraídos por el electrodo negativo, que se llama cátodo, y los iones negativos se mueven hacia el electrodo con deficiencia de electrones (el positivo), llamado ánodo.

C)Ósmosis inversa

. La ósmosis inversa consiste en provocar, mediante la aplicación de presión, el paso de agua exclusivamente desde una salmuera a través de una  membrana semipermeable.

D)Congelación

Cuando el agua del mar se enfría en grado suficiente, se forma hielo en la) superficie. La sal no forma parte de la red cristalina del hielo, pero comúnmente se halla en cierto grado en el hielo de mar formando diminutos granos entre los cristales. Este proceso, que se observa en la naturaleza, puede emplearse para extraer la sal del agua del mar.