Ciclo del agua. El ciclo del agua, también conocido como ciclo hidrológico, es el proceso de transformación y circulación del agua en la Tierra.
En este sentido, el ciclo del agua consiste en el traslado del agua de un lugar a otro, cambiando de estado físico: pasando de estado líquido a gaseoso o sólido, o de estado gaseoso a líquido, según las condiciones ambientales.
En la Tierra, el agua se encuentra distribuida en los mares, ríos o lagos en estado líquido; en los glaciares de los polos y las montañas en estado sólido, y en las nubes, en estado gaseoso.
Dependiendo de la fase del proceso, el agua se encontrará en un lugar u otro. A continuación, explicaremos de forma esquemática y con imágenes ilustrativas cómo circula el agua en cada una de sus etapas.
Etapas del ciclo del agua
Evaporación
El ciclo del agua comienza con la evaporación. La evaporación ocurre cuando el sol calienta la superficie de las aguas de los ríos, lagos, lagunas, mares y océanos. El agua, entonces, se transforma en vapor y sube a la atmósfera, donde tendrá lugar la siguiente fase: la condensación.
Evaporación consiste en el proceso físico mediante el cual una sustancia líquida pasa lenta y gradualmente al estado de vapor, pasando del estado de la materia líquido al gaseoso.
El término proviene del latín evaporatĭo, evaporatiōnis y designa la acción y efecto de evaporar o evaporarse.
La evaporación ocurre como consecuencia de un aumento natural o artificial de la temperatura. En el caso del agua, la agitación de sus moléculas por acción de calor provoca que estas logren ganar la energía suficiente para desprenderse del líquido y convertirse en vapor.
Los procesos de evaporación son constantes en nuestro entorno y ocurren espontáneamente. Por ejemplo, si dejamos un vaso de agua destapado, a la vuelta unos días descubrimos que una parte del líquido se ha ido evaporando.
Evaporación en el ciclo del agua
La evaporación constituye una de las fases del ciclo hidrológico o ciclo del agua, imprescindible para la vida.
El agua que se encuentra en los océanos o en la superficie terrestre está evaporándose constantemente por acción de la energía solar.
Al alcanzar el estado gaseoso, sube a la atmósfera para condensarse y formar nubes. Luego se precipita en forma de lluvia, nieve, niebla o rocío, y regresa a la superficie terrestre y los mares, donde, ya en estado líquido, empieza nuevamente todo.
Evaporación y ebullición
La evaporación y la ebullición son procesos físicos distintos, si bien ambos se refieren al paso de una sustancia de estado líquido a gaseoso.
En este sentido, la evaporación es el proceso que ocurre, de manera pausada y a cualquier temperatura, en la superficie de un líquido, mientras que la ebullición implica el sometimiento de toda la masa del líquido a una presión y temperaturas concretas, que se denomina punto de ebullición.
Tanto la evaporación como la ebullición son procesos de cambio de estado de la materia de líquido a gaseoso denominado vaporización.
Vaporización es el proceso en que el estado líquido cambia al estado gaseoso mediante el aumento de la temperatura o calentamiento.
La vaporización es uno de los procesos de cambio de estado de la materia, donde las estructuras moleculares de un estado se alteran generando otro estado. En el caso del proceso de la vaporización, el estado líquido se convierte en gaseoso.
Existen dos tipos de vaporización: la evaporación y la ebullición. La diferencia entre la evaporación y la ebullición es que en la evaporación el proceso se desarrolla en la superficie del fluido generando vapor y en la ebullición la vaporización se genera en la totalidad de la masa líquida.
En ambas formas de vaporización, la temperatura debe subir para llegar a este proceso. Esta característica es llamada calor de vaporización y se define como la energía necesaria para transformar un grano de sustancia líquida en gas a temperatura constante.
El punto de ebullición del agua a 100 grados Celsius, por ejemplo, es el calor de vaporización para 540 calorías/gramo.
Diferencia entre vaporización y evaporización
La vaporización es el proceso en la cual un líquido cambia a estado gaseoso. La evaporización es uno de los dos tipos de vaporización que sucede en la superficie del fluido y a cualquier temperatura.
Vaporización del agua
La vaporización del agua es parte del ciclo del agua. El ciclo de vaporización del agua comienza con la evaporación en los océanos cuando el vapor de agua sube y se condensa formando nubes.
Tipos de evaporación
Evaporación relámpago
La evaporación relámpago, conocida también como evaporación súbita o flash, es el nombre con que se designa un proceso tecnológico basado en la ebullición y condensación de un líquido a partir de su evaporación.
Esta se realiza, de manera consecutiva, en distintas cámaras que operan a temperaturas y presiones progresivamente decrecientes, para obtener como producto ya sea el remanente del proceso evaporación o, al contrario, su resultante. Ejemplos de ello serían la desalinización del agua y la desalcoholización del vino.
Evapotranspiración
En Hidrología, la evapotranspiración, como la misma palabra lo indica, es el proceso de evaporación y transpiración considerado en conjunto, y ocurre cuando se produce la liberación moléculas de vapor de agua a la atmósfera desde la transpiración de las plantas y desde la superficie de las aguas y los suelos.
El estudio de la evapotranspiración es aprovechado en el campo de las ciencias agronómicas para obtener el mayor rendimiento de los recursos hídricos en el desarrollo de los cultivos.
Condensación
La siguiente etapa del ciclo del agua es la condensación. Durante esta fase, el vapor de agua que ha subido a la atmósfera gracias a la evaporación, se concentra en gotas que formarán nubes y neblina. Una vez allí, el agua pasará a su estado líquido nuevamente, lo que nos lleva al próximo paso: la precipitación.
La condensación es el cambio del estado físico de una sustancia del estado gaseoso al líquido.
La condensación puede observarse como parte de la precipitación dentro del ciclo del agua donde el vapor de agua se va acumulando en las nubes creando una densidad que hace que el vapor se transforme en agua y luego caiga como lluvia.
La condensación sucede cuando el vapor de agua se enfría creando el fenómeno de condensación que cambia el estado físico del agua en líquido como, por ejemplo, cuando se toma una ducha caliente, el vapor del agua que toca la superficie del espejo cambia de estado gaseoso a estado líquido mojando el espejo.
En odontología se usa como material dental las siliconas de condensación, llamadas así porque se obtiene de la condensación del gas etanol.
Precipitación
La precipitación es el tercer paso en el ciclo del agua. Tiene lugar cuando el agua condensada de la atmósfera desciende a la superficie en forma de pequeñas gotas.
En las regiones más frías del planeta, sin embargo, el agua pasa del estado líquido al sólido (solidificación) y se precipita como nieve o granizo. Posteriormente, cuando se produce el deshielo, el agua volverá el estado líquido en un proceso conocido como fusión.
La precipitación es la caída de agua desde la atmósfera hacia la superficie terrestre. La precipitación forma parte del ciclo del agua que mantiene el equilibrio y sustento de todos los ecosistemas.
La precipitación se genera por la condensación de agua, o sea, la acumulación de agua en la atmósfera creando nubes. El agua que se acumula en la atmósfera generalmente se encuentra en estado gaseoso. Cuando existe una cantidad considerable de agua gaseosa dentro de las nubes el agua pasa del estado gaseoso al líquido o al sólido.
El peso del agua cae de la atmósfera hacia la superficie terrestre o marítima provocando precipitaciones tanto líquidas como, por ejemplo, las lluvias o sólidas como el granizo y la nieve.
Las precipitaciones líquidas como la lluvia pueden contener contaminantes que son absorbidas en la atmósfera y caen junto con la lluvia llamadas lluvias ácidas.
Las precipitaciones sólidas son generadas por los cambios de los estados del agua de gaseoso a líquido y rápidamente al sólido (generalmente por el frío) cuyo proceso es llamado solidificación. El proceso contrario del agua de estado sólido a líquido por otro lado se llama fusión.
Lluvia ácida.
La lluvia ácida es un tipo de precipitación que se caracteriza por contener sustancias contaminantes, como, por ejemplo, ácidos sulfúricos y ácidos de nitrógeno, que causan efectos nocivos sobre el medio ambiente.
La principal característica de la lluvia ácida es su nivel de pH, que oscila entre 5 y 3, es decir, menor al de la lluvia normal, que se ubica en 5,65. Esto se debe a la presencia de ácidos que se forman a partir del dióxido de azufre y los óxidos de nitrógeno.
Causas de la lluvia ácida
Los contaminantes atmosféricos son los que producen la lluvia ácida. Si bien tanto la capa vegetal en descomposición como los volcanes en actividad eruptiva pueden liberar algunos químicos que propicien la formación de precipitaciones ácidas, la principal causa de la emisión de sustancias tóxicas a la atmósfera está asociada al factor humano y su actividad industrial.
En este sentido, la quema de combustibles fósiles, como el carbón o el petróleo, en la industria y en las diversas actividades humanas (fábricas, centrales eléctricas, calderas de calefacción, automóviles), libera dióxido de azufre y óxidos de nitrógeno a la atmósfera.
Estos compuestos, al entrar en contacto con el agua, el oxígeno u otras sustancias, reaccionan formando soluciones diluidas de ácido nítrico y ácido sulfúrico.
A continuación, se desplazan grandes distancias con ayuda del viento antes de precipitarse en forma de lluvia, rocío, llovizna, granizo, nieve o niebla.
Consecuencias de la lluvia ácida
La lluvia ácida tiene efectos nocivos para el medio ambiente. Cuando esta cae a tierra en forma de precipitaciones afecta todas las superficies con las que entra en contacto, y fluye a través del terreno, ingresando en los acuíferos.
Por su carácter corrosivo, deteriora las superficies de las construcciones y edificaciones, afecta los suelos y los cultivos, las selvas y los bosques.
Sin embargo, donde es más dañino su efecto es en las aguas, pues eleva la acidez en los ríos, lagos, lagunas, arroyos, pantanos, etc., afectando la vida de muchos organismos acuáticos, lo que, a su vez, deriva en un estado de desequilibrio ambiental.
Prevención de la lluvia ácida
Luchar contra el fenómeno de la lluvia ácida implica adoptar una serie de medidas encaminadas a reducir las emisiones a la atmósfera de las sustancias contaminantes que la originan. Algunas medidas que podrían contribuir en ello Sería:
- Usar fuentes de energía alternativas.
- Estimular el uso de gas natural.
- Incentivar el uso de transporte público en detrimento del transporte personal automotor.
- Implementar y ampliar sistemas de transporte eléctrico.
- Establecer regulaciones a la industria para disminuir la emisión de sustancias contaminantes.
- Reducir los niveles de azufre en los combustibles.
- Ahorrar energía en el hogar y el trabajo.
Sin embargo, la responsabilidad de crear controles e implementar regulaciones recae principalmente en los gobiernos y en la industria.
Infiltración
La cuarta etapa del ciclo del agua es la infiltración. Se conoce como infiltración el proceso en el cual el agua que ha caído en la superficie terrestre como consecuencia de las precipitaciones penetra en el suelo. Una parte es aprovechada por la naturaleza y los seres vivos, mientras que la otra se incorpora a las aguas subterráneas.
Escorrentía
La escorrentía es la etapa final del ciclo del agua. Esta fase comprende el desplazamiento del agua a través de la superficie, gracias a los declives y accidentes del terreno, para entrar de nuevo en los ríos, lagos, lagunas, mares y océanos, lo que constituye la vuelta al inicio del ciclo.
La escorrentía, además, es el principal agente geológico de erosión y transporte de sedimentos.
La escorrentía es una corriente de agua de lluvia que circula sobre la superficie de la tierra cuando rebasa un depósito natural o superficial. La escorrentía también se puede conocer como escurrimiento o aliviadero.
La escorrentía es una corriente de agua que se origina de las precipitaciones que, circula y se extiende sobre el suelo una vez que se ha superado la capacidad de evaporización y de infiltración de la misma.
Por tanto, la escorrentía que recorre el suelo y se expande libremente, es de suma importancia para el ser humano porque permite, principalmente, la recolección de agua.
De allí, que en las civilizaciones antiguas se construyeron drenajes de agua que fueron destinados para regar los cultivos, para el uso y consumo de las personas, generar energía o realizar diversos trabajos.
Además, la escorrentía es la que alimenta a los ríos, mares, océanos, embalses o cuencas. Asimismo, es la causante de la erosión de diversos terrenos.
Factores que afectan la escorrentía
Cabe mencionar que la escorrentía está afectada directamente por cuatro factores naturales que son:
Factor meteorológico: varía según la intensidad de las precipitaciones y los cambios de temperatura.
Factor geográfico: se refiere a la zona geográfica y la morfología de la misma.
Factor hidrogeológico: se refiere a la permeabilidad de los suelos, sus capas y profundidad.
Factor biológico: tiene que ver con la superficie de la vegetación y las acciones del ser humano.
Tipos de escorrentías
Existen dos tipos de escorrentías que varían según su origen, entre ella están la escorrentía superficial y la escorrentía subterránea.
Escorrentía superficial
La escorrentía superficial es la más rápida que hay y es la causante principal de la erosión de los suelos. Esta deriva de las precipitaciones, derretimiento de la nieve y de los glaciares. Estas escorrentías son las que llegan a los océanos, ríos y mares. Esta escorrentía también puede generar diversos daños vegetales.
Por otra parte, se debe recordar que las escorrentías superficiales también se ven afectadas por la actividad del ser humano, por ello, éstas transportan basura, químicos y demás desperdicios que afectan negativamente al agua y medio ambiente.
Escorrentía subterránea
La escorrentía subterránea es la que ocurre debajo del suelo vez infiltrada el agua. En este caso, el agua circula de manera horizontal y, luego, puede volver a fluir en el exterior en forma de manantial.
La escorrentía subterránea se infiltra en los suelos a niveles profundos donde puede circular a manera de drenaje. Esta escorrentía es mucho más lenta que la superficial.
Importancia del ciclo del agua
El ciclo del agua es fundamental para el mantenimiento de la vida en la Tierra y para el sustento de todos los ecosistemas terrestres. Asimismo, determina la variación climática e interfiere en el nivel de los ríos, lagos, mares y océanos.
Los seres humanos tienen la responsabilidad de preservar el buen funcionamiento del ciclo del agua, ya que la acción del hombre ha llevado a cambios climáticos y contaminación en la biosfera, poniendo en riesgo la distribución del agua y la vida en la Tierra.
Equilibrio ambiental.
Qué es Equilibrio ambiental:
El equilibrio ambiental es el estado constante y dinámico de armonía que existe en un ecosistema. Como tal, un ecosistema está constituido por las múltiples relaciones de interdependencia e interacción que establecen entre sí los diferentes factores que lo conforman, sean bióticos (seres vivos), abióticos (elementos físicos no vivos) o antrópicos (humanos), y que se encuentran sometidos a procesos de continua regulación propios de la naturaleza.
En condiciones normales, los ecosistemas tienden al equilibrio. En este sentido, podemos hablar de equilibrio ecológico cuando las condiciones ambientales son estables y permiten que se produzca una armónica interacción entre las especies y su entorno, que aseguren su supervivencia, así como la preservación de los recursos naturales.
Del mismo modo, podemos decir que hay equilibrio ambiental cuando el número de seres vivos de cada especie es constante a lo largo del tiempo y cuando no se presentan factores externos que rompan el estado de equilibrio, como la contaminación ambiental, la deforestación, la industria, la exploración de recursos naturales, la caza y pesca indiscriminadas, etc.
Importancia del equilibrio ambiental
El equilibrio ambiental es fundamental para preservar las condiciones de vida en nuestro planeta. En este sentido, su alteración puede tener consecuencias catastróficas incalculables para el normal desarrollo de la vida en la Tierra. Por esta razón, en las últimas décadas, el ser humano ha venido desarrollando conciencia sobre el impacto nefasto que tienen sus actividades, tanto cotidianas como industriales, en el medio ambiente, de allí que en el mundo se estén dando los primeros pasos para regular y minimizar las consecuencias de la contaminación en el entorno natural, hacia un modelo de desarrollo sustentable.
Equilibrio y desequilibrio ambiental
El equilibrio ambiental es un estado de armonía dinámico, de regulación permanente de las formas de interacción entre los diferentes elementos, tanto bióticos como abióticos, que conforman un ecosistema. En líneas generales, podemos hablar de equilibrio ambiental cuando nos encontramos dentro de una situación de estabilidad en la natural interacción de los seres vivos con su entorno.
Ahora bien, cuando el equilibrio se ve afectado por algún motivo, nos encontramos frente a una situación de desequilibrio ambiental. Como tal, el desequilibrio puede atender a causas tanto naturales como artificiales. Entre las causas naturales, podemos enumerar la modificación climática como consecuencia del calentamiento global o de la disminución de la luz solar motivada al oscurecimiento global, lo cual varía las condiciones normales de vida de muchas especies, causando alteraciones en el ciclo del agua, en la fotosíntesis de las plantas, etc. Por otro lado, las causas artificiales del desequilibrio ambiental obedecen, por lo general, al factor antrópico (la acción del hombre). Algunas de ellas son la deforestación causada por la tala de árboles, la contaminación del aire, las aguas y los suelos, motivada a la producción masiva de desechos perjudiciales por parte de la industria y las actividades humanas en general, así como la explotación del recurso animal de manera irresponsable (caza y pesca indiscriminados).
