El agua. El agua es vida, dice aquella frase tan popular que parece trillada. Sin embargo, cuanto más nos detenemos a analizar el rol de este elemento en la vida de los hombres y los pueblos, mayor es la importancia que adquiere para el desarrollo, la salud y el bienestar. Desde épocas muy antiguas, el hombre reconoció esta importancia.
Desde que la corteza terrestre se enfrió, el volumen del agua que cubre el planeta (hidrósfera) es prácticamente el mismo, y su distribución es la siguiente;
Sin embargo, las 4/5 partes de esta se halla congelada en las zonas polares y la quinta parte restante se encuentra repartida entre humedad atmosférica, lagos, ríos, suelo, subsuelo y vegetación. Es así que mientras los seres vivos poseen el 0.05% de esa quinta parte, los ríos el 0.1%, la atmósfera el 0.1%, los suelos 0.2% y los lagos el 1%, en el subsuelo se almacena el otro 98.55%.
De ello es fácil deducir que el agua es un factor imprescindible para el desarrollo de la vida y esencial en la configuración del paisaje, pues tanto su ausencia como su abundancia determinan el crecimiento de árboles y plantas, y por lo tanto la presencia de las especies animales de una determinada región, país o continente.
Así por ejemplo, la costa peruana, por ser mayormente árida o semi árida, debido al corto recorrido de sus ríos y a sus fluctuantes caudales, presenta grandes extensiones desérticas intercaladas por fértiles valles que se desarrollan a orilla de los ríos.
A diferencia de otros países del mundo, el Perú posee una gran riqueza hidrológica, que al igual que en esos países, no puede ser aprovechada a cabalidad, lo que conlleva a una alarmante escasez de agua en todo el orbe, más aún cuando el Banco Mundial informo que en los países en vía de desarrollo 500 millones de personas no cuentan con el servicio de agua potable, indispensable para el desarrollo de su vida diaria. Por supuesto que el Perú no esta exento de estas limitaciones, pues nuestra irregular y accidentada geografía, así como diversos factores climáticos, impiden la optima utilización y aprovechamiento de este recurso natural, que no llega a abastecer a las zonas periféricas y más pobres de las ciudades.
El Ciclo del agua
El agua es un líquido compuesto por moléculas de (O) e hidrógeno (H) H₂O. En su composición química, el agua tiene disuelto minerales y materias orgánicas que le proporcionen el color, olor y sabor que todos conocemos. Según el lugar donde se encuentra y las condiciones del entorno, el agua puede hallarse en estado líquido, gaseoso (vapor en la atmósfera o nubes) sólido (hielo y nieve). El ciclo del agua es el resultado de la acción de la energía calorífica del sol sobre esta y constituye un proceso continuo de renovación.
El ciclo se inicia con la evaporación del agua de los mares, lagos, ríos y el propio suelo, así como por la constante respiración de las plantas. El vapor originado en estos procesos es transportado por masas de aire en movimientos y se condensa en el cielo en forma de nubes.
Al ascender a grandes alturas, las nubes encuentran aire frio y se condensan en gotas, prediciéndose la precipitación sobre la superficie. Esta precipitación puede presentarse en forma de garua o llovizna, lluvia, granizo o nieve. Por la noche, la humedad ambiental suele condensarse también en forma de roció.
La precipitación caída sobre la superficie se distribuye de diversas maneras: una parte es interceptada por las plantas; otra discurre por la tierra para terminar formando parte de los ríos y lagos; y una se filtra en el suelo y es transpirada a través de las plantas o captada por el agua subterránea. Es aquí donde el ciclo se inicia nuevamente.
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. … Si en la atmósfera hace mucho frío, el agua cae como nieve o granizo.
El Agua de la Tierra
Como dice el dicho… «agua, agua por todos lados.»
Pero, ¿Cuánta agua hay exactamente en el Planeta?; ¿En dónde se encuentra esta agua?; ¿Cómo se mueve a través de la Tierra? Esta sección de la Ciencia del Agua para Escuelas nos informa en dónde se encuentra el agua, cuánta agua hay y en qué diversas formas existe. La tubería goteando que se muestra abajo, enumera los temas principales de esta sección.
¿En dónde se encuentra el agua en la tierra?
materia, como los meteoros del espacio, son capturados por la Tierra, sin embargo, substancias de la tierra no pueden escapar al espacio exterior. Esto es muy cierto con respecto al agua. Esto significa que la misma agua que existía hace millones de años en la Tierra, aún es la misma. Gracias al ciclo del agua, la misma agua está siendo reciclada continuamente alrededor del mundo. Es muy posible que el agua que usted está bebiendo con su comida, fue usada una vez por un dinosaurio al darle un baño a su bebé.
¿Qué tanta del agua en la Tierra está disponible para nuestro uso…? Y en qué forma ésta existe? Usted puede ver cómo está el agua distribuida al ver estas gráficas de pastel:
La gráfica de pastel del lado izquierdo muestra que más del 99 por ciento de toda el agua (océanos, mares, hielo, y la atmósfera) no está disponible para nuestro uso. Y el remanente 0.3 porciento (la rebanada pequeña café de la parte superior de la gráfica), gran parte de la cual se encuentra fuera de nuestro alcance. Considerando que la mayor parte del agua que nosotros usamos en nuestro uso diario viene de los ríos (la rebanada pequeña amarilla al lado derecho de la gráfica), usted puede observar que las personas usamos solamente una pequeña porción de los suministros de agua disponibles. La gráfica de pastel del lado derecho muestra que la mayor parte del agua dulce disponible para nuestro uso, se guarda en la tierra (la rebanada grande café de la segunda gráfica).
Esta información también se muestra en el siguiente cuadro. Nótese cómo la mayor parte del total del agua de la Tierra suministra cerca de 326 millones de millas cúbicas de agua, el agua superficial (como la de los ríos) sólo llega a cerca de 300 millas cúbicas (cerca de 1/10,000ava. de un porciento), sin embargo, los ríos son la fuente de la mayor parte del agua que nosotros usamos.
Distribución del agua de la tierra
Estas gráficas de barras muestran en dónde se localiza el agua de la tierra y en qué forma ésta existe. La barra de la izquierda muestra en dónde se encuentra el agua; casi un 97 por ciento de toda el agua se encuentra en los océanos. La barra de en medió representa el 3 por ciento de la «otra» parte de la barra del lado izquierdo (la porción de toda el agua de la Tierra que no se encuentra en los océanos). La mayoría, un 77 por ciento, se encuentra en glaciares y capas de hielo, principalmente en Groenlandia y la Antártica y en los mares salados que se localizan en partes interiores de los países. Veinte y dos por ciento de esta porción del agua es agua subterránea.
La barra del lado derecho muestra la distribución de la «otra» porción de la barra de en medió (el remanente uno por ciento). Nótese que los ríos comprenden menos de la 4/10ava. del uno por ciento de esta agua remanente — sin embargo, ¡de este remanente es de donde la gente se surte la mayor parte del agua para su uso diario!
Esta misma información también se muestra en el siguiente cuadro. Nótese que la cantidad de agua de los ríos comprende únicamente cerca de 300 millas cúbicas — que representan cerca de la 1/10,000ava. parte de un porciento de toda el agua de la Tierra.
¿Cuánta agua hay sobre (y dentro) de la Tierra?
El Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS por sus siglas en inglés) y la Organización de Alimento y Agricultura de las Naciones Unidas (FAO) han colaborado en la creación de un diagrama sobre el ciclo del agua para niños de las escuelas elementales e intermedias.
La Tierra es un lugar con mucha agua. Cerca del 70 por ciento de la superficie de planeta está cubierta de agua. El agua también existe en el aire en forma de vapor y en el suelo como hidratante de la tierra y en los acuíferos. Debido al ciclo del agua el suministro de agua de nuestro planeta está constantemente en movimiento, de un lugar a otro y de una forma a otra. ¡Todas las cosas de la tierra sufrirían deterioro si no existiera el ciclo del agua!
Cuando usted ve el agua a su alrededor, usted ve agua en los arroyos, ríos, y en los lagos. A esta agua se le conoce como «agua superficial.» Cuando la lluvia cae, llena estos ríos y lagos. Pero, ¿cómo explicaría usted que sigue fluyendo agua en los ríos después de semanas sin lluvia? ¿Cómo explicaría usted el agua corriendo sobre esta entrada de automóviles en un día que no llovió? La respuesta es que el agua de nuestros suministros es mucha más que el agua superficial, ya que se encuentra gran cantidad de agua subterránea bajo nuestros piés.
Aunque usted observe agua únicamente en la superficie de la Tierra, hay mucha más agua que permanece adentro en la tierra que en la superficie. Es más, una parte del agua que usted vé fluyendo en los ríos, viene de filtraciones del agua subterránea, la cual se deposita en los ríos. El agua de la precipitación pluvial se filtra dentro de la tierra y recarga los mantos acuíferos, y al mismo tiempo el agua de los acuíferos subterráneos recarga a los ríos a través de filtraciones.
A los humanos les gusta que esto ocurra, porque las personas hacen uso ambos dos tipos de agua. En los Estados Unidos en 1995, la gente usó cerca de 321 miles de millones de galones por día de agua superficial y cerca de 77 miles de millones de galones por día de agua subterránea. Este hecho subestima la importancia del agua subterránea, ya que no sólo el agua subterránea ayuda a mantener nuestros ríos y lagos llenos, sino que también provee agua a personas en lugares donde el agua visible es escasa, como en los pueblos asentados en desiertos en la parte oeste de los Estados Unidos.
Cuánta agua hay sobre (y dentro) de la Tierra? He aquí algunas cifras:
En contraste con las 60,000 millas cúbicas de agua que permanecen como agua fresca en lagos, mares tierra adentro,\ y ríos. Pero si usted realmente quiere encontrar agua fresca, la mayor parte se encuentra depositada en las 7,000,000 millas cúbicas de agua que se encuentran en los glaciares y capas de hielo, principalmente en la región polar y en Groenlandia.
Siga a una gota a través del ciclo del agua
Posiblemente usted ya sepa cómo el agua está siempre en constante movimiento, a través y sobre la Tierra, cambiando continuamente, de forma líquida a vapor o a hielo. Una buena manera de observar el ciclo del agua, es seguir una gota de agua mientras ésta se mueve. El océano es el mejor lugar para empezar, ya que es en donde se encuentra la mayor parte del agua del mundo.
Si la gota deseara quedarse en el océano, entonces no se quedaría «tomando el sol» sobre la superficie del mar. El calor del sol la encontraría, la calentaría y la evaporaría convirtiéndola en vapor de agua. Este vapor sería levantado en el aire y continuaría elevándose hasta que vientos fuertes lo llevaran a cientos de kilómetros y lo posaran sobre la tierra. Ahí, ráfagas de viento tibio procedentes de la superficie de la tierra toman la gota (ahora convertida en vapor) y la llevan aún más alto, en donde el aire es muy frío.
Cuando el vapor se enfría, vuelve a cambiar a su forma líquida (condensación). Si la gota estuviese lo suficientemente fría, podría convertirse en pequeños cristales de hielo, como los que forman las nubes que llamamos «aborregadas». El vapor se condensa en pequeñas partículas de polvo, humo y cristales de sal que forman parte de una nube.
Después de un rato, la gota combinada con otras gotas, forman una gota más grande que cae sobre la tierra en forma de precipitación pluvial. La gravedad de la tierra ayudó a atraerla hacia la superficie. Una vez que la gota cae, hay muchos lugares en los cuales puede depositarse. Posiblemente se pose en la hoja de un árbol, en donde se puede evaporar y regresar a las nubes de nuevo. Si no cae sobre una hoja, existen muchos otros lugares en los cuales puede depositarse.
La gota también podría posarse sobre la tierra seca de un terreno plano. En este caso, podría hundirse en la tierra e iniciar su camino hacia la tierra subterránea acuífero como agua subterránea. La gota continuaría moviéndose (principalmente hacia abajo), pero el viaje pudiera tomar decenas de miles de años, como agua subterránea, hasta regresar a la superficie. Después de todo esto, la gota podría ser bombeada de nuevo fuera de la tierra a través de un pozo de agua y ser regada sobre cosechas en granjas. (en donde podría ya sea evaporarse, o filtrarse de nuevo a la tierra y llegar a un arroyo, o regresar a la tierra subterránea). También podría ocurrir que el agua conteniendo esta gota, terminase en un biberón de un bebé, o destinarse a lavar un automóvil, o a bañar un perro. De todos estos lugares, se regresa nuevamente ya sea al aire, o adentro del drenaje hasta llegar a ríos y eventualmente al océano, o pudiese regresar otra vez a la tierra.
Pero nuestra gota podría «amar la tierra». Mucha de la precipitación pluvial termina sobre la superficie de la tierra como agua superficial. Si la gota cae en una área urbana, podría caer sobre el techo de su casa, o bajar por el desagüe y rodar por la entrada de su automóvil hacia la banqueta. Si un perro o una ardilla no la beben, podría seguir por la orilla de la banqueta hasta llegar a sumergirse dentro de un drenaje de tormenta y terminar en un pequeño riachuelo. El riachuelo fluiría hasta llegar a un río más grande y la gota empezaría de nuevo su viaje hacia el océano.
Si nada interfiriese en este proceso, el viaje de la gota hacia el océano sería rápido, o al menos llegaría a un lago en donde podría evaporarse de nuevo y ser enviada otra vez al aire. Pero, con millones de personas que necesitan agua para casi todo, es muy probable que nuestra gota termine siendo recogida y usada antes de que regrese al mar.
Mucha del agua superficial es usada para irrigación. También mucha más agua es usada por las plantas generadoras de energía para enfriar equipo eléctrico. Desde ahí, la gota podría viajar hasta la torre de enfriamiento para ser evaporada. Esto podría ofrecerle a la gota un viaje rápido otra vez hacia la atmósfera cambiando de nuevo su forma a vapor. Posiblemente un pueblo bombee la gota fuera del río y la lleve adentro de un tanque de agua. Desde ahí, la gota podría ir a ayudarle a usted a lavar sus trastes, ayudar a apagar un incendio, regar una planta de tomates, o ser usada en el sanitario de su baño. También la planta de acero local podría tomar la gota, o terminar ésta siendo usada en un trapeador y limpiar un restaurante elegante. Las posibilidades no tienen fin — pero ésto no le importa a la gota, porque eventualmente irá a parar de nuevo dentro del ambiente. Desde ahí, continuará su ciclo hacia las nubes y posteriormente de nuevo bajará de ellas y en esa ocasión posiblemente termine en un vaso de agua que el Presidente de los Estados Unidos vaya a beber.
La lluvia, un recurso valioso
La lluvia y la nieve son partes importantes del ciclo del agua, que es vital para toda la vida que existe en el mundo. La lluvia es primordial para que el agua que se encuentra en los cielos baje hacia la Tierra, en donde llena lagos y ríos, recarga los acuíferos subterráneos y provee agua para plantas y animales.
La lluvia no cae en la misma cantidad alrededor del mundo, o aún en diferentes partes de un mismo país. Aquí en el estado de Georgia en los Estados Unidos, llueve constantemente durante todo el año (especialmente durante los fines de semana y los días festivos), entre 100-127 centímetros (40-50 pulgadas) por año. El agua que llueve aquí en un mes puede ser más que la que cae durante todo un año en Las Vegas, Nevada. El récord mundial de lluvia lo tiene Mt. Waialeale, en Hawaii, en donde llueve un promedio de 1,140 centímetros (450 pulgadas) por año, y aún recibió 1,630 centímetros (642 pulgadas) durante un período de 12 meses (¡es casi 5 centímetros [2 pulgadas] diariamente!). Todo lo contrario ocurre en Iquique, Chile, en donde no llovió por un total de 14 años.
En promedio, cada uno de los 48 estados de la Unión Americana recibe suficiente precipitación pluvial en un año para cubrir la tierra a una profundidad de 76 centímetros (30 pulgadas). Esto es, cerca de 1,430 millas cúbicas de agua, que pueden tener un peso (cerca de 28.3 kilogramos [62.4 libras] por pié cúbico) o cerca de 6.6 billones de toneladas. Los Estados Unidos tienen la fortuna de recibir lluvia en la mayoría de sus estados.
Al caer la lluvia sobre la tierra, ésta se filtra dentro de la misma o se convierte en escurrimientos de la lluvia, los cuales fluyen a los ríos y lagos. Lo que ocurre con la lluvia al caer a la tierra depende de muchos factores, tales como:
Condiciones del suelo – El suelo en la parte sureste de los Estados Unidos está compuesto de arcilla densa y la lluvia no penetra en ella fácilmente. En contraste con lo que ocurre en el suelo arenoso en áreas más desérticas, que permite que el agua se absorba rápidamente.
¿Ríos, arroyos? Todos estos son nombres que se le dan al agua que fluye en la superficie de la tierra. Los riachuelos son los más pequeños de los tres, los arroyos son los medianos y los ríos los más grandes.
Un río es nada más agua superficial fluyendo sobre la tierra de una altitud mayor hacia una altitud menor, debido a la gravedad. Cuando la lluvia cae sobre la tierra, se filtra adentro de ésta o se convierte en escurrimiento, el cual fluye hacia abajo y se deposita en ríos y lagos, en su tránsito hacia los mares. En la mayoría de los paisajes, la tierra no se encuentra totalmente plana — tiene declives hacia abajo siguiendo alguna dirección. El agua sigue fluyendo hacia abajo y creando frecuentemente pequeños riachuelos. Al fluir los pequeños riachuelos hacia abajo, se unen a arroyos y ríos más grandes. Los ríos eventualmente terminan desembocando en los mares. Si el agua corre hacia un lugar que está rodeado de tierras altas por todos lados, un lago se formará. Si la gente construye una compuerta para parar el flujo del río, el lago que se forma se llama una presa.
El agua de un río no viene toda de escurrimientos superficiales. La lluvia que cae a la tierra se filtra y forma el agua subterránea. A cierta profundidad debajo de la capa superficial, se encuentra la capa freática, la tierra se satura de agua. Si un banco de río pasa por esta capa saturada, como ocurre a la mayoría de los ríos, entonces el agua se filtra fuera de la tierra y se vacía al río. El agua subterránea que se cuela puede verse algunas veces cuando se construye un camino sobre capas de tierra que contienen agua, y aún en una entrada de automóvil!
Ver el diagrama abajo. La tierra bajo la capa freática, el acuífero (área color púrpura), se encuentra saturado mientras que la tierra superior (el área color rosa) no lo está. La primera capa (material de tierra/roca no saturado) está usualmente húmedo, pero no totalmente saturado. Materiales saturados de agua existen muy frecuentemente en capas horizontales debajo del suelo superficial. Ya que los ríos, a través del tiempo van cortando verticalmente dentro de la tierra mientras fluyen, (como se muestra, el río corta dentro de la sección color púrpura del diagrama), las capas de roca que contienen agua pueden llegar a ser visibles en los bancos de los ríos. Debido a ésto, parte del agua de los ríos brota de los mismos bancos. Esta es la razón por la cual durante las sequías, se encuentra usualmente algo de agua en los arroyos.
El agua de la tierra: Sedimento
Como lo muestra la «Gotita Sucia» que sale del río en esta fotografía, los ríos y arroyos casi nunca tienen agua totalmente cristalina. Al moverse el agua en el río, ella arrastra tierra, arena y sedimento. El sedimento que los ríos transportan juegan un papel importante en el ambiente y aún en nuestras vidas.
Cuando llueve, la tierra que se encuentra alrededor del río es erosionada y transportada por la misma corriente hacia el río. Las corrientes fuertes de los ríos pueden transportar sedimentos más fácilmente que las corrientes lentas. Esto causa que los ríos se encuentren más lodosos — ya que están acarreando MUCHO más sedimento de lo que llevan generalmente durante períodos de flujo bajo. En realidad, tanto sedimento es transportado durante tormentas que mas de la mitad de todo el sedimento que es movido durante un año puede ser transportado durante un solo período tormentoso.
Entonces, ¿Qué tiene que ver esto con los seres humanos? Desde un punto de vista positivo, el sedimento depositado en los bancos de ríos y en las inundaciones en planicies de ríos, usualmente resultan en excelente calidad de tierra para la agricultura. El río Nilo en Egipto y el río Mississippi en los Estados Unidos son buenos ejemplos. Desde el punto de vista negativo, cuando los ríos se inundan, dejan tras de sí toneladas de sedimento húmedo, pegajoso, pesado y fango de mal olor — y no es algo que usted desee tener cerca de su casa. Los sedimentos también pueden dañar las represas y depósitos de agua. Cuando se represa un rion yh un depósito es creado, los sedimentos que arrastraba la corriente ahora se acumulan en el depósito. Esto ocurre debido a que el agua que corre a través del depósito se mueve demasiado despacio y no puede mantener al sedimento suspendido en el agua — éste se asienta en el fondo del depósito. Los depósitos se van llenando poco a poco con sedimento y lodo y eventualmente pierden su utilidad.
El agua de la tierra: Uso del agua superficial
Cuando hablamos acerca del origen del agua que usamos diariamente, generalmente nos referimos al agua superficial (que viene de un río, lago, etc.) o al agua subterránea (de un pozo o manantial).
Cuando cae lluvia o nieve a la tierra, no se deposita ahí únicamente – empieza a moverse hacia abajo siguiendo las leyes de la gravedad. Algo de esta precipitación se filtra a la tierra reponiendo los mantos acuíferos. La mayor parte de esta agua corre hacia niveles más bajos. Estos escurrimientos son extremadamente importantes no sólo porque mantienen los ríos y lagos llenos de agua, sino también porque en largos periodos de tiempo, estos
escurrimientos cambian los contornos y formas de los cañones. Después de todo, escurrimientos crearon el Gran Cañón. Pero en exceso, también pueden dañar el paisaje local causando erosión en lugares no deseados (como en su propio patio).
Escurrimientos provenientes de tierras agrícolas (y aún de nuestros patios) pueden acarrear elementos químicos en exceso, tales como nitrógeno y fósforo a los ríos, lagos y suministros de mantos acuíferos. Estos elementos químicos en exceso pueden dañar la calidad del agua en la superficie y así como la subterránea.
| Lagos y embalses |
| Si la gente tuviese que escoger su depósito de agua favorito, (vota por tu depósito favorito de entre los que se muestran en la encuesta de opinión), probablemente escogerían un lago en las montañas que tenga agua cristalina (¡Por supuesto que ésta es mi opinión!). No todos los lagos tienen agua cristalina o se encuentran cerca de las montañas. El mundo está lleno de lagos de todos tipos y tamaños. Escurrimientos de la Lluvia Cuando cae lluvia o nieve a la tierra, no se deposita ahí unicamente – empieza a moverse hacia abajo siguiendo las leyes de la gravedad. Algo de esta precipitación se filtra a la tierra reponiendo los mantos acuíferos. La mayor parte de esta agua corre hacia niveles más bajos. Estos escurrimientos son extremadamente importantes no sólo porque mantienen los ríos y lagos llenos de agua, sino tambien porque en largos periodos de tiempo, estos escurrimientos cambian los contornos y formas de los cañones. Después de todo, escurrimientos crearon el Gran Cañón. Pero en exceso, también pueden dañar el paisaje local causando erosión en lugares no deseados (como en su propio patio).
Factores meteorológicos que afectan los escurrimientos: Tipo de precipitación (lluvia, nieve, agua nieve, etc.) Intensidad de la lluvia Cantidad de lluvia Duración de la lluvia Distribución del agua de lluvia sobre el desagüe de la cuenca Temperatura del aire, viento, humedad relativa y estaciones. Características físicas que afectan los escurrimientos: Uso de la tierra Vegetación Tipo de suelo Área de drenaje Forma de la cuenca Elevación Declive Topografía Estanques, lagos, represas en cuencas, que previenen o alteran el escurrimiento corriente abajo. Escurrimientos provenientes de tierras agrícolas (y aún de nuestros patios) pueden acarrear elementos químicos en exceso, tales como nitrógeno y fósforo a los ríos, lagos y suministros de mantos acuíferos. Estos elementos químicos en exceso pueden dañar la calidad del agua en la superficie y así como la subterránea. Un lago es en realidad un componente más del agua superficial del planeta. Un lago es un lugar en donde el agua superficial que procede de los escurrimientos de la lluvia (y posiblemente de filtraciones del agua subterránea) se ha acumulado debido a una inclinación del terreno. Esto no significa que el agua que forma los lagos sea atrapada en estos terrenos bajos, sino que al entrar esta agua al lago, lo hace con más velocidad que la que tiene al salir, ya sea en corriente hacia un río, filtraciones hacia la tierra subterránea, o por evaporación. Para muchas personas, un depósito de agua es muy similar a un lago. Pero en realidad, un depósito de agua es un lago hecho por el hombre que se forma cuando se construye una represa en un río. El agua del río al acumularse detrás de la represa, forma el depósito. Nuestro planeta tiene una tremenda variedad de lagos de agua fresca, desde estanques de pesca hasta el lago llamado «Lake Superior» (el lago más grande del mundo). La mayoría de los lagos contienen agua fresca, pero algunos pueden ser salobres, como aquellos que no tienen filtraciones hacia ríos. Aún más, algunos lagos como el Gran Lago Salado (Great Salt Lake) son más salobres que los océanos. La mayoría de los lagos tienen una gran cantidad de vida acuática, pero no el Mar Muerto, (¡como su nombre lo indica!) es demasiado salobre para tener vida acuática. Los lagos que fueron formados por la fuerza erosiva de los antiguos glaciares, como los Grandes Lagos (Great Lakes), pueden tener miles de pies de profundidad. Sin embargo, algunos lagos muy grandes pueden tener sólo unas pocas docenas de pies de profundidad — como el lago Pontchartrain en el estado de Luisiana que tiene una profundidad máxima de sólo alrededor de 15 pies. |
Escurrimientos provenientes de tierras agrícolas (y aún de nuestros patios) pueden acarrear elementos químicos en exceso, tales como nitrógeno y fósforo a los ríos, lagos y suministros de mantos acuíferos. Estos elementos químicos en exceso pueden dañar la calidad del agua en la superficie y así como la subterránea.
Un lago es en realidad un componente más del agua superficial del planeta. Un lago es un lugar en donde el agua superficial que procede de los escurrimientos de la lluvia (y posiblemente de filtraciones del agua subterránea) se ha acumulado debido a una inclinación del terreno. Esto no significa que el agua que forma los lagos sea atrapada en estos terrenos bajos, sino que al entrar esta agua al lago, lo hace con más velocidad que la que tiene al salir, ya sea en corriente hacia un río, filtraciones hacia la tierra subterránea, o por evaporación.
Para muchas personas, un depósito de agua es muy similar a un lago. Pero en realidad, un depósito de agua es un lago hecho por el hombre que se forma cuando se construye una represa en un río. El agua del río al acumularse detrás de la represa, forma el depósito.
Nuestro planeta tiene una tremenda variedad de lagos de agua fresca, desde estanques de pesca hasta el lago llamado «Lake Superior» (el lago más grande del mundo). La mayoría de los lagos contienen agua fresca, pero algunos pueden ser salobres, como aquellos que no tienen filtraciones hacia ríos. Aún más, algunos lagos como el Gran Lago Salado (Great Salt Lake) son más salobres que los océanos. La mayoría de los lagos tienen una gran cantidad de vida acuática, pero no el Mar Muerto, (¡como su nombre lo indica!) es demasiado salobre para tener vida acuática. Los lagos que fueron formados por la fuerza erosiva de los antiguos glaciares, como los Grandes Lagos (Great Lakes), pueden tener miles de pies de profundidad. Sin
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Si la gente tuviese que escoger su depósito de agua favorito, (vota por tu depósito favorito de entre los que se muestran en la encuesta de opinión), probablemente escogerían un lago en las montañas que tenga agua cristalina (¡Por supuesto que ésta es mi opinión!). No todos los lagos tienen agua cristalina o se encuentran cerca de las montañas. El mundo está lleno de lagos de todos tipos y tamaños. Escurrimientos de la Lluvia Cuando cae lluvia o nieve a la tierra, no se deposita ahí unicamente – empieza a moverse hacia abajo siguiendo las leyes de la gravedad. Algo de esta precipitación se filtra a la tierra reponiendo los mantos acuíferos. La mayor parte de esta agua corre hacia niveles más bajos. Estos escurrimientos son extremadamente importantes no sólo porque mantienen los ríos y lagos llenos de agua, sino tambien porque en largos periodos de tiempo, estos escurrimientos cambian los contornos y formas de los cañones. Después de todo, escurrimientos crearon el Gran Cañón. Pero en exceso, también pueden dañar el paisaje local causando erosión en lugares no deseados (como en su propio patio).
Factores meteorológicos que afectan los escurrimientos: Tipo de precipitación (lluvia, nieve, agua nieve, etc.) Intensidad de la lluvia Cantidad de lluvia Duración de la lluvia Distribución del agua de lluvia sobre el desagüe de la cuenca Temperatura del aire, viento, humedad relativa y estaciones. Características físicas que afectan los escurrimientos: Uso de la tierra Vegetación Tipo de suelo Área de drenaje Forma de la cuenca Elevación Declive Topografía Estanques, lagos, represas en cuencas, que previenen o alteran el escurrimiento corriente abajo. Escurrimientos provenientes de tierras agrícolas (y aún de nuestros patios) pueden acarrear elementos químicos en exceso, tales como nitrógeno y fósforo a los ríos, lagos y suministros de mantos acuíferos. Estos elementos químicos en exceso pueden dañar la calidad del agua en la superficie y así como la subterránea. Un lago es en realidad un componente más del agua superficial del planeta. Un lago es un lugar en donde el agua superficial que procede de los escurrimientos de la lluvia (y posiblemente de filtraciones del agua subterránea) se ha acumulado debido a una inclinación del terreno. Esto no significa que el agua que forma los lagos sea atrapada en estos terrenos bajos, sino que al entrar esta agua al lago, lo hace con más velocidad que la que tiene al salir, ya sea en corriente hacia un río, filtraciones hacia la tierra subterránea, o por evaporación. Para muchas personas, un depósito de agua es muy similar a un lago. Pero en realidad, un depósito de agua es un lago hecho por el hombre que se forma cuando se construye una represa en un río. El agua del río al acumularse detrás de la represa, forma el depósito. Nuestro planeta tiene una tremenda variedad de lagos de agua fresca, desde estanques de pesca hasta el lago llamado «Lake Superior» (el lago más grande del mundo). La mayoría de los lagos contienen agua fresca, pero algunos pueden ser salobres, como aquellos que no tienen filtraciones hacia ríos. Aún más, algunos lagos como el Gran Lago Salado (Great Salt Lake) son más salobres que los océanos. La mayoría de los lagos tienen una gran cantidad de vida acuática, pero no el Mar Muerto, (¡como su nombre lo indica!) es demasiado salobre para tener vida acuática. Los lagos que fueron formados por la fuerza erosiva de los antiguos glaciares, como los Grandes Lagos (Great Lakes), pueden tener miles de pies de profundidad. Sin embargo, algunos lagos muy grandes pueden tener sólo unas pocas docenas de pies de profundidad — como el lago Pontchartrain en el estado de Luisiana que tiene una profundidad máxima de sólo alrededor de 15 pies. |
Cómo se mide la corriente del arroyo
¿Cómo se mide la cantidad de agua que fluye en determinado momento en un río? La Encuesta Geológica de los Estados Unidos ha estado midiendo la corriente de los ríos en miles de ríos y arroyos durante muchas décadas. Este es un proceso que involucra dos cosas:
Nivel de agua alto en el arroyo: Frecuentemente, durante una lluvia intensa se anunciará en el radio que «el Arroyo Soandso está sobrecargándose y se estima que su nivel llegue a los 21 pies.» Los «21 pies» representan un exceso en el nivel del agua del arroyo, calculado en pies sobre cierto nivel establecido con anterioridad.
Descarga del arroyo: Esta es la cantidad de agua que fluye en un arroyo durante un período intenso de lluvias, cuyo flujo se reporta en pies cúbicos por segundo (pcs). Un nivel de agua alto en el arroyo también significa una descarga más intensa. La medición de la descarga tiene por objeto calcular la cantidad de agua que fluye en determinado momento durante un nivel de agua alto en el arroyo. Por ejemplo, a una altura de 21 pies, el Arroyo Soandso puede tener una descarga de agua de 8,000 pies cúbicos por segundo. Un pié cúbico de agua fluyendo cada segundo equivale a 28.3 litros (7.48 galones).
Ya que la descarga de un arroyo varía normalmente de nivel, encontrándose algunas veces alto y en otras ocasiones bajo, el propósito es tomar suficientes mediciones durante diferentes períodos de tiempo, para poder determinar la descarga del arroyo en determinado momento. Por lo tanto, al tomar la medición de la descarga durante períodos de 5, 6, 7, 9, y 10 pies, estaremos en posibilidad de poder estimar la descarga del arroyo a un nivel de 8 pies.
Vea el diagrama abajo que muestra cómo el nivel de un arroyo, medido con un medidor de altura axis X (horizontal) se incrementa, y el flujo del arroyo en el axis Y (vertical) aumenta inmediatamente a una tasa superior. los puntos rojos muestran en dónde se han tomado ya medidas con anterioridad. Podemos estimar el flujo del arroyo en niveles dentro de los puntos rojos si dibujamos una línea y leemos a través de la escala del Axis Y. Por ejemplo, un punto rojo de 8 pies significa 1,200 pies cúbicos por segundo. y el punto rojo de 9 pies es cerca de 2,400 pies cúbicos por segundo. Esto permite estimar que si la altura del medidor es de 8.5 pies, el flujo del río podría llegar a cerca de 1,700 pies cúbicos por segundo. Usted puede apreciar esto localizando a lo largo del axis X (medida de altura) la medición 8.5, de este punto, dibuje una línea imaginaria hacia arriba hasta alcanzar la línea curveada y posteriormente dibuje otra línea imaginaria a la izquierda hasta alcanzar el axis Y (corriente del arroyo). Su línea imaginaria debe de tocar el axis Y cerca de los 1,700 pies cúbicos.
Note cómo la curva se dirige notoriamente hacia arriba a medida que el medidor de altura sube. Esto significa que el flujo del arroyo incrementa a una tasa superior a la del medidor de altura. Por ejemplo, cuando el medidor de altura va de 6 a 7 pies, la corriente del arroyo incrementa a cerca de 400 y 600 pies cúbicos por segundo, lo que significa un aumento del 50 porciento. Pero cuando el medidor de altura sube de 9 a 10 pies, el flujo del arroyo aumenta de 2,400 a cerca de 10,000 pies cúbicos por segundo — ¡un incremento de más de 400 por ciento! La razón es que los bancos de los ríos tienden a perder altura en su nivel de agua a medida que llegan a altitudes mayores..
Esto significa que es importante el obtener la medida de descarga cuando llueve mucho y la medida de altura se encuentra alta — ésto ayuda a obtener información valiosa contenida en la parte alta y final de la curva (los puntos rojos son necesarios para marcar las diversas alturas del medidor). Debido a lo anterior, cuando cae una tormenta, durante el día o durante la noche, los hidrólogos se apresuran a medir el flujo de los ríos.
El agua subterránea es parte de la precipitación que se filtra a través del suelo hasta llegar al material rocoso que está saturado de agua. El agua subterránea se mueve lentamente hacia los niveles bajos, generalmente en ángulos inclinados (debido a la gravedad) y eventualmente llegan a los arroyos, los lagos y los océanos.
Aquí se muestra un diagrama simple que revela cómo la tierra está saturada debajo de la capa freática (área color púrpura). La tierra subterránea sobre la capa freática (área color rosa) puede estar húmeda, pero no se mantiene saturada. La tierra y la roca en esta zona no saturada contienen aire y algo de agua sostienen la vegetación de la Tierra. El área saturada debajo de la capa freática tiene agua que llena los espacios pequeños (porosos) entre las partículas de roca y las ranuras (grietas) de las rocas.
Un par de factores importantes son los responsables de la existencia del agua subterránea:
(1) Gravedad
La gravedad «jala» al agua hacia el centro de la Tierra. Esto significa que el agua de la superficie tratará de filtrarse hacia dentro de la tierra.
(2) Las Rocas Debajo de Nuestros Pies
La roca que se encuentra debajo de la superficie de la Tierra es los cimientos. Si todos los cimientos consistieran de un material denso como el granito sólido, entonces aún la gravedad no podría atraer el agua hacia las partes bajas. Pero los cimientos de la Tierra consisten en muchos tipos diferentes de roca, tales como roca que contiene granos de cuarzo, granito y piedra caliza. El cauce de río también puede quebrarse o fracturarse, creando espacios que pueden llenarse de agua. Y algunos cimientos que contienen piedra caliza, se disuelven con el agua — lo cual resulta en grandes cavidades que se llenan de agua.
En muchos lugares, si usted observa una sección verticalmente cruzada de la tierra, usted notará que la roca está formada en capas, especialmente en áreas de rocas sedimentarias. Algunas capas tienen rocas más porosas que otras, en donde el agua se mueve más libremente (en una manera horizontal) a través de la tierra. Algunas veces cuando se construye un camino, las capas se pueden observar, y el agua puede filtrarse a través de las capas expuestas.
Agua subterránea fluyendo de la ranura del camino
La tierra bajo nuestros piés no es sólo roca. Existen muchos tipos diferentes de roca y de tierra con propiedades muy diferentes. Muy a menudo existen varios tipos de roca en las capas horizontales debajo de la superficie terrenal. Algunas capas son más porosas que otras y a cierta profundidad los poros de estas rocas se encuentran completamente saturados de agua (un acuífero). Cuando cae precipitación y se filtra hacia la tierra, se mueve hacia abajo hasta llegar
a una capa de roca que sea tan densa que no le permita seguir filtrándose. Cuando ésto ocurre, es más fácil para el agua empezar a moverse horizontalmente a través de otra capa de roca más porosa. Algunas veces cuando se construye un camino, se cortan las capas y puede verse el agua chorreando a través de ellas.
La gravedad «jala» al agua hacia el centro de la Tierra. En la parte profunda del cimiento, se encuentran capas de roca hechas de material denso, como el granito, o material que dificulta que el agua se filtre, como la arcilla. Estas capas pueden encontrarse debajo de las capas de roca porosa y por lo tanto, se convierten en una capa que confina y no deja que el agua corra en movimiento vertical (hacia abajo).
Nada más porque usted tiene un pozo de agua subterránea que le suministra bastante agua, ésto no significa que usted deba beberla. Debido a que el agua es un excelente solvente puede contener muchos químicos disueltos. Debido a que el agua subterránea se mueve a través de las rocas y la tierra del subsuelo, puede muy fácilmente disolver substancias durante este movimiento. Por ésta razón, el agua subterránea muy frecuentemente puede contener más substancias que las que contiene el agua superficial.
Aún cuando la tierra es un excelente sistema que filtra partículas tales como hojas, abono e insectos, pueden encontrarse elementos químicos disueltos y gases en grandes concentraciones en el agua subterránea y causar problemas. El agua subterránea puede contaminarse con elementos químicos industriales, domésticos y de la agricultura que se encuentran en la superficie. Esto incluye elementos químicos tales como plaguicidas y herbicidas que muchos dueños de casas usan en sus jardines.
La contaminación del agua subterránea por la sal de los caminos es también un problema importante en climas fríos. La sal se esparce en caminos para derretir el hielo y ya que ésta es muy soluble en el agua, el exceso de sodio y cloruro son fácilmente transportados por el agua terrestre. El problema más común de la calidad del agua en los suministros de las áreas rurales es la contaminación bacteriana de los pozos sépticos, que son usados muy frecuentemente en estos lugares, ya que no cuentan con sistemas de drenaje. Efluentes (rebasamientos y derrames) de un tanque séptico pueden colarse (filtrarse) hacia abajo a la capa freática y posiblemente llegar hasta el pozo de algún vecino. Igual a como ocurre con los suministros de agua urbana, es necesario agregar cloro al agua para matar posible bacteria peligrosa.
El uso de plaguicidas se ha incrementado mucho en las décadas recientes, no únicamente debido a que la población mundial que se encuentra en crecimiento constante, tiene que ser alimentada, pero las cosechas y la comida frecuentemente se exporta a diversos países. Los Estados Unidos se han convertido en el productor más grande de alimentos a nivel mundial, en parte debido al uso de químicos modernos (plaguicidas) para controlar los insectos y las hierbas nocivas que perjudican las cosechas. Sin embargo, los plaguicidas pueden también causar problemas ambientales y perjudicar nuestra salud. El agua juega un papel muy importante en este proceso, porque es uno de los medios usados para transportar los plaguicidas hasta las áreas en donde van a ser aplicados y en donde al mismo tiempo también pueden causar problemas de salud.
La contaminación del agua subterránea por los plaguicidas es un tema muy importante porque cerca del 50 porciento de la población americana usa el agua subterránea para beber. Este problema concierne principalmente a la gente que vive en áreas dedicadas a la agricultura en donde el uso de plaguicidas es común, ya que cerca del 95 porciento de esa población usa el agua subterránea para beber. Los plaguicidas pueden llegar a contaminar los acuíferos debajo de la tierra cuando son esparcidos en los campos de las cosechas de verduras y si existen filtraciones de agua superficial contaminada, pueden ocurrir derramamientos accidentales que se filtran a través de grietas. Otro problema lo representa el manejo inadecuado de los desechos.
Acuíferos subterráneos
Uno de los recursos más valiosos es el agua que tenemos bajo nuestros pies – algo que ustedes no pueden ver y posiblemente ¡tampoco saben que se encuentra ahí! La mayor parte de los espacios abiertos en las rocas bajo el manto freático están llenos de agua. Pero las rocas tienen una porosidad diferente y características permeables lo que significa que el agua no se mueve de igual manera en todo tipo de rocas.
Cuando la roca portadora de agua permite que la misma se deposite en los pozos y en los arroyos, recibe el nombre de acuífero. Pozos de agua subterránea pueden perforarse y llegar hasta los acuíferos y el agua ser bombeada hacia afuera. La precipitación pluvial agrega agua y (recarga) a la roca porosa del acuífero. El bombear demasiada agua con demasiada rapidez, hace que baje el nivel del agua del acuífero y eventualmente causa que el pozo empiece a rendir menos agua cada vez y en algunos casos, se llegue a secar. Aún más, el bombear un pozo demasiado rápido puede también causar que el pozo de un vecino cercano se seque, si ambos pozos pertenecen al mismo acuífero.
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