Tema 4. La hidrosfera

Tema 4. La hidrosfera

1. Concepto y características de hidrosfera

- La hidrosfera es la capa de agua que rodea la Tierra.

- El agua circula continuamente de unos lugares a otros, cambiando su estado físico, en una sucesión cíclica de procesos que constituyen el denominado ciclo hidrológico, el cual es la causa fundamental de la constante transformación de la superficie terrestre.

- La energía necesaria para que se puedan realizar esos cambios de estado del agua y el ciclo hidrológico procede del Sol.


http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/63_el_agua/index.html


En resumen,

- es una cubierta dinámica,

- con continuos movimientos y cambios de estado,

- que regula el clima,

- participa en el modelado del relieve

- y hace posible la vida sobre la Tierra.

- La hidrosfera es también responsable de riesgos geológicos externos como inundaciones, muchos deslizamientos del terreno, algunas subsidencias del terreno…


LocalizaciónLocalización Volumen (millones de kmVolumen (millones de km33)) % del total% del total

Mares y océanosMares y océanos 13501350 97,297,2

Aguas continentales:Aguas continentales:

*glaciares*glaciares

*aguas subterráneas*aguas subterráneas

*aguas superficiales*aguas superficiales

29,229,2

8,48,4

0,230,23

2,152,15

0,620,62

0,0170,017

AtmósferaAtmósfera 0.0130.013 0,0010,001

BiosferaBiosfera 0,060,06 0,00050,0005

Origen y distribución:

• El agua de la superficie terrestre tuvo su origen en los gases procedentes del interior del planeta, y su posterior condensación.

• El volumen ha permanecido constante desde hace más de 3.000 millones de años.

• El agua se reparte en cuatro grandes conjuntos:- mares y océanos: contienen la mayor parte del agua (algo más del 97%);- aguas continentales: comprenden las aguas superficiales, las aguas subterráneas y los glaciares. Constituyen aproximadamente el 2,8%;- atmósfera: una mínima parte del total (0,001%) se encuentra como vapor;- biosfera: una proporción aún menor (0,0005%) forma parte de los seres vivos.



Composición del agua del mar y del agua continental: • La salinidad media de mares y océanos es de 35 gr/l (3,5%), las sales principales

son el Cl- y el Na+, y en menor proporción SO42-, Mg2+ y otros iones,

• mientras que la salinidad de las aguas continentales varía muchísimo dependiendo de las rocas por donde discurra el agua

- si son rocas muy solubles el agua se carga de sales superando la salinidad del mar- también puede variar su composición química dependiendo de la naturaleza de los terrenos que atraviesan, aunque en general, en las aguas continentales predominan los aniones CO3

2-, HCO3-, SO42-, , Cl- y los cationes

Na+, K+, Ca2+ y Mg2+.

Río Tinto (Huelva). 100 kilómetros de longitud y un pH muy ácido, 2. Es ácido sulfúrico. Pero en algunos puntos hay incluso menos, llegando a alcanzar 0,8 (ácido sulfúrico concentrado). El Río Tinto está cargado de metales, como el hierro (precisamente su color rojo característico es por el hierro en estado oxidado, férrico).

Tema 3. Los sistemas fluidos externos

11. Dinámica oceánica

• El agua del mar no es una masa estática que ocupa las cuencas oceánicas; además de las variaciones que sufre a causa de la evaporación y los aportes continentales…

• Posee movimientos debidos a:** fenómenos tectónicos y volcánicos;** atracción lunar;** viento;** y diferencias de temperatura y salinidad entre las masas

de agua.La hidrosfera como regulador térmico:

• Gracias al elevado calor específico del agua, ésta es capaz de absorber y almacenar gran cantidad de energía calorífica, por lo que los mares actúan como reguladores térmicos.

• Por ello, los lugares cercanos al mar tendrán una amplitud térmica menor que los de interior.

http://almez.pntic.mec.es/~jrem0000/dpbg/2bch-ctma/tema9/tsunami.swf


Corrientes oceánicas:

• Constituyen un transporte de calor más eficaz que las atmosféricas.• Son traslaciones de masas de agua en el mar.• Dos tipos: superficiales y profundas.

** a) superficiales: su trayectoria está condicionada al viento dominante soplando sobre los océanos, que transfiere parte de su energía cinética al agua;en el HN es de sentido horario y en el sur en el antihorario;


** b) profundas: la diferencia de densidades es la causa del inicio, en el Atlántico norte, de un movimiento de subsidencia de agua con baja temperatura y alta salinidad;este movimiento continua en profundidad, empujando las aguas a los océanos Índico y Pacífico, templados por el Sol;esta agua forman corrientes superficiales que finalmente retornan al Atlántico norte completando el circuito.


Olas:

• Son movimientos ondulatorios de la superficie marina provocados por la fricción del viento: éste transmite su energía al agua, cuyas partículas superficiales describen un movimiento aproximadamente circular.

• La masa de agua no se desplaza, cada partícula vuelve a su punto de partida al término de cada oscilación.

• La altura de la ola varía entre 1 y 4 metros, en los temporales hasta 10 m. Un caso especial son los tsunamis, que puede rebasar los 100 m.

• Cada partícula de agua sufre la acción de la situada encima, con lo que el movimiento se va transmitiendo hasta una cierta profundidad: nivel de base del oleaje.

• Cuando el nivel de base llega a tocar el fondo, en las proximidades de la línea de costa, el movimiento cíclico queda frenado, con lo que la cresta avanza más deprisa, hasta desplomarse, la ola se rompe, y su movimientos se transforma en una traslación hacia el continente.

• Cuando las olas chocan oblicuamente contra la costa, la traslación adquiere una componente paralela a ella, deriva litoral.

http://www.terra.es/actualidad/interactivos/tsunami.swf


Mareas:

• Son variaciones periódicas del nivel del mar causadas por la fuerza de atracción de la Luna y el Sol. Debido a su menor distancia, la atracción lunar es unas 2,2 veces mayor que la solar.

• La marea lunar tiene un período de 12h 30m que es el tiempo que transcurre entre dos estados consecutivos del máximo nivel, pleamar, o de mínimo nivel, bajamar.

• La amplitud de la marea puede oscilar entre 2-3 m en los océanos y mares abiertos (Cantábrico) y casi imperceptibles en los mares cerrados (Mediterráneo). Al ascender la marea, se crea una corriente hacia el continente (flujo), mientras que al descender, la correa se dirige hacia el mar (reflujo). Este fenómeno da lugar a una mezcla de aguas continentales y marinas en las desembocaduras de los ríos (especialmente en las rías y estuarios).

http://www.edumedia-sciences.com/a475_l3-mareas.html


Mareas (y2):

• La máxima elevación se produce en el punto de la hidrosfera más próximo a la Luna, en el punto diametralmente opuesto, es mínima. Al girar la Tierra, estas posiciones se van alterando.

• Cuando el Sol se encuentra en línea recta con la Tierra y la Luna, se suma la acción a la de esta última: mareas vivas.

• Si Sol y Luna se encuentran en ángulo recto respecto a la Tierra, sus efectos se contrarrestan y se forman mareas de escasa amplitud: mareas muertas.


12. Aguas continentales

• Apenas representan el 2,5% de la hidrosfera del planeta.• La mayor parte en los casquetes polares (hielo); sin embargo, el agua

subterránea es el mayor reservorio de agua movilizable, por encima de las aguas superficiales (lagos y ríos) que además, tienen una distribución geográfica muy irregular.Aguas subterráneas:

Zona saturada o acuífero : es un estrato que permite la circulación de agua a través de sus poros o fisuras, pudiendo aprovecharse en cantidades suficientes en función de las

necesidades

0 m

Zona vadosa

Acuífero

Roca impermeable

Nivel freático Nivel freático: el plano que separa la zona vadosa de la zona saturada, su profundidad varía en función de las recargas o de las extracciones.

Zona vadosa: el agua que se infiltra en el terreno y que percola hasta la zona saturada; parte de ella retorna a la atmósfera por evaporación, otra parte es absorbida por las raíces y el resto se infiltra hasta la zona saturada.


Tipos de acuíferos:Libre Existe una superficie libre, la superficie freática, que está en contacto

directo con el aire y, por lo tanto, a presión atmosférica.

Confinado El agua está sometida a una presión mayor que la atmosférica, y ocupa la totalidad de los huecos o poros de la formación geológica que lo contiene.


Interfacies:Es el contacto entre el agua subterránea continental y el agua subterránea

marina (salada). Se trata de una zona de mezcla entre ambas tipos de agua en equilibrio. Si las extracciones del acuífero continental superan a la recarga, se rompe el equilibrio, y el agua salada entra lenta, pero continuamente en el acuífero.


Recarga del acuífero:

• Por las precipitaciones que, a su vez, se reparte en tres fracciones:

- escorrentía, la parte que se desliza por la superficie del terreno, primero como arroyada difusa y luego como agua encauzada, formando arroyos y ríos;

- otra parte se evapora desde las capas superficiales del suelo o pasa a la atmósfera con la transpiración o la evapotranspiración (desde las plantas):

- por último, otra parte se infiltra en el terreno y pasa a ser agua subterránea.

• La infiltración respecto al total de las precipitaciones depende de varios factores:

- la litología, es decir, la naturaleza del material geológico que aflora en la superficie que determina el grado de permeabilidad que posee y éste depende de la porosidad, el diaclasamiento (agrietamiento) y de la mineralogía del sustrato (por ejemplo, los minerales arcillosos se hidratan fácilmente, hinchándose siempre en algún grado, lo que da lugar a una reducción de la porosidad que termina por hacer al sustrato impermeable);

- otro factor desfavorable para la infiltración es la pendiente;- también la presencia de vegetación densa influye de forma compleja, porque reduce el

agua que llega al suelo (interceptación), pero extiende en el tiempo el efecto de las precipitaciones, desprendiendo poco a poco el agua que moja el follaje, reduciendo así la fracción de escorrentía y aumentando la de infiltración;

- por último, otro efecto favorable de la vegetación tiene que ver con las raíces, especialmente las raíces densas y superficiales de muchas plantas herbáceas, y con la formación de suelo, generalmente más permeable que la mayoría de las rocas frescas.


El agua superficial:

• El conjunto de cauces, con caudal permanente o no, que drena una región constituyen la red hidrográfica.

• Tres tipos de aguas superficiales: ríos, torrentes y ramblas.• La cuenca hidrográfica está formada por todos los barrancos cuyas aguas

terminan vertiendo en el cauce principal.• Las aguas del río circulan por el cauce ordinario y tan sólo cuando ocurre una

crecida o avenida, circulan por el cauce de inundación.• El caudal de un río procede de la escorrentía directa (precipitación sobre el cauce

y la arroyada y la escorrentía hipodérmica) y del flujo de base (o escorrentía subterránea).

http://www.chsegura.es/chs


Dinámica fluvial:

• El agua es uno de los principales agentes de erosión, sedimentación y transporte.

• El tipo de proceso dominante depende de la velocidad de la corriente y del tamaño de las partículas que arrastre el agua (diagrama de Hjulström).


Torrentes

Se trata de una corriente de agua en una zona montañosa, con fuertes pendientes, caudal irregular y que puede tener gran capacidad de erosión.Tiene forma cónica

y es donde el torrente recoge sus aguas durante las lluvias. Tiene fuertes pendientes, por lo que pueden formarse en ella grandes deslizamientos de tierra, avalanchas y aludes.

o abanico fluvial, es el depósito de aluviones se generan al final de los valles torrenciales, en las zonas de pie de monte, donde la pendiente de las laderas enlaza con una zona llana.

Donde el cauce se hace más angosto y profundo al acentuarse la erosión vertical



Ramblas•Son típicas de los paisajes mediterráneos y semidesérticos o esteparios, con características similares a los uadis, que predominan en los climas aún más secos. Pueden estar secas durante meses o años y en unas horas recoger grandes caudales.

•Son cauces abiertos por el escurrimiento concentrado de las aguas durante lluvias intensas, que son capaces de excavar el suelo debido a la fuerza con la que corre el agua.

•Una característica habitual es la de poseer un cauce muy amplio con relación a su longitud

•Las ramblas tienen en ocasiones una gran capacidad de transporte (competencia) por lo que es muy frecuente la existencia de grandes bloques, cantos roda y arena , formando un conjunto muy heterogéneo de rocas de procedencia diversa.


Los lagos:

• Acumulaciones semipermanentes de agua;• Que ocupan depresiones de la superficie continental;• El fin de todos es la colmatación;• Pueden ser alimentados por ríos, fusión de nieves y hielos, lluvias,

arroyadas, o por aguas freáticas aflorantes;• Pueden tener diversos orígenes: tectónico, volcánico, glaciar, fluvial,

kárstico, litoral, recifal o eólico.



Dinámica lacustre:

• Las aguas pueden estar estratificadas en función de su densidad;• En verano, las aguas más calientes están en la superficie (epilimnion) y

tienen menor densidad que las más profundas y frías (hipolimnion). Entre ambas zonas se encuentra la zona en la que es mayor el cambio de temperatura con la profundidad (termoclima);

• La ruptura y modificación de esta estratificación se producirá en función de los cambios de temperatura en superficie (dinámica estacional).


•Según el convenio de Ramsar (que protege estos ecosistemas especialmente como zonas de interés biológico por ser hábitat de aves acuáticas) los humedales son una zona de la superficie terrestre que está temporal o permanentemente inundada, regulada por factores climáticos y en constante interrelación con los seres vivos que la habitan.

•Entre los principales tipos de humedales destacan:

- Las albuferas, lagunas litorales de agua salina o salobre, separada del mar por una lengua o cordón de arenas pero en comunicación con el mar por uno o más puntos. Su formación suele deberse a la colmatación de una antigua bahía por los aportes de sedimentos marinos o fluviales. Suelen tener temperaturas cálidas, por lo que son espacios con abundante vegetación acuática, fauna ictícola (que acude a desovar) y aves migratorias;- Las marismas con plantas herbáceas que crecen en el agua. El agua de una marisma puede ser dulce o del mar. Las marismas costeras suelen estar asociadas a estuarios;- Los marjales o terrenos bajos y pantanosos que se hallan empradizado en su totalidad y su origen puede ser diverso (aporte fluvial, subterráneo, mareas...);- Las lagunas o lagos de menor extensión y profundidad; suelen presentarse agrupadas en aquellos lugares en los que los cursos fluviales no pueden desembocar en otros ríos mayores o en el mar y desaguan en depresiones de suelos impermeables, que contienen el agua sin filtrarla, desecándose por evaporación. Este fenómeno se denomina endorreísmo.

Humedal:


Glaciares:


•El glaciar es una gruesa masa de hielo que se origina en la superficie terrestre por compactación y recristalización de la nieve, mostrando evidencias de flujo en el pasado o en la actualidad.

•Los glaciares se forman en áreas donde se acumula más nieve en invierno que la que se funde en verano.

•Partes del glaciar:- circo glaciar, una cuenca en forma de anfiteatro situada en la cabecera de un valle glaciar y producida por la acumulación del hielo;- lengua glaciar, parte de un glaciar desde que se adentra en un valle, es decir, desde el circo hasta que se fusiona;- valle glaciar también llamado artesa glaciar, se define como aquel valle por el que circula o ha circulado un glaciar de dimensiones importantes.

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/3a/Laguna_Glaciar_Bolivia.png


Tema 4. La contaminación de los sistemas fluidos externos

La Tierra es el planeta del agua, de ella depende la vida y la morfología de nuestro planeta. Está sometida a un proceso de constante reciclado: “Ciclo del agua” movido por la energía solar.

Sus características Físico-Químicas: 1) Alto poder disolvente; 2) Capacidad para absorber radiaciones. La convierten en un vehículo inigualable para eliminar residuos generados por la acción humana.

Según la Ley de Aguas, la contaminación del agua es “la acción y el efecto de introducir materias o formas de energía o inducir condiciones en el agua que, de modo directo o indirecto, impliquen una alteración perjudicial de su calidad de acuerdo con los usos posteriores o con su función ecológica”.

Se habla de usos consuntivosconsuntivos (se consume el agua) y no consuntivosno consuntivos (ej: navegación). El resultado de su utilización suele ser su contaminación.

La contaminación puede ser naturalnatural o de origen antropogénicoorigen antropogénico (urbano, agrícola, industrial, automóviles, asfaltos, mareas negras...)La contaminación puede tener un origen difuso o puntual y la podemos clasificar en físicafísica, químicaquímica y biológicabiológica.

7. Contaminación de las aguas


De esta definición se deduce que:

- La contaminación se debe al vertido de sustancias o formas de energía, que alteran su composición natural y, por tanto, su calidad.

- El grado de contaminación viene dado por el uso al que se destine.

- Es ocasionada generalmente por la acción directa o indirecta del ser humano.

- Provoca daños en los seres vivos, la salud humana y en los ecosistemas.

8. Origen y tipos de contaminación de las aguas

Si atendemos al modo en que la contaminación se produce distinguimos:

- Difusa. Su origen no está claramente definido, aparece en zonas amplias y no tiene foco emisor concreto (la contaminación natural es de este tipo).

- Puntual. Se produce por un foco emisor determinado y afecta a una zona concreta (el vertido de aguas residuales industriales o domésticas).

Fuentes de contaminación antropogénicas:

- Vertederos de residuos, tanto urbanos como industriales y agrarios.

- Contaminación por restos de combustibles, lubricantes, anticongelantes, asfaltos, etc.

- Fugas en conducciones y depósitos industriales.

- Mareas negras por accidentes de petroleros o por limpieza de sus tanques.


http://almez.pntic.mec.es/~jrem0000/dpbg/2bch-ctma/tema6/petroleo1.swf


N atu ral(capacidad autodepurativa)

U rbana o dom éstica(hogares y comercios)

Industr ias agroalim en tarias(materia orgánica, modificación pH)

Agricu ltu ra y ganadería(plaguicidas,...fertilizantes y restos orgánicos)

O tras industr ias(metales pesados, Tª, aceites radiactividad,..)

Acividad p roductiva

Producida po r e l hom bre

T ipos de con tam inación

8.1. Tipos de contaminantes


Contaminantes físicos:

- TérmicaTérmica: * Consecuencia de las industrias que utilizan agua como refrigerante (centrales energéticas, nucleares). * A mayor temperatura del agua más capacidad de disolución de sustancias sólidas y menor de gases (sobre todo oxígeno, por lo que mueren seres vivos aerobios, y se favorece la descomposición y desarrollo de microorganismos patógenos anaerobios), además, se aceleran los ciclos de reproducción de muchos organismos y desaparecen otros que requieren Tª más bajas.

- RadiactividadRadiactividad: * Residuos radiactivos de hospitales, minas de uranio, y centrales nucleares. * La radiactividad se acumula en lodos, ríos, fondos oceánicos.

- Sedimentos y partículas (Sólidos en suspensión)Sedimentos y partículas (Sólidos en suspensión):* Procedentes de la erosión de los continentes (arcillas, arenas, ...) y de la desembocadura de los ríos.* También como consecuencia de actividades humanas como la minería, industrias papeleras (celulosa), deforestación, incendios forestales, agricultura, aguas domésticas, infiltraciones incontroladas, etc.

Ejercicio p. 263 y ejercicio 1, p. 265


Contaminantes químicos:- OrgánicosOrgánicos

Hidratos de carbono y proteínas (de aguas domésticas e industriales); Grasas (actividades agrícolas);Pesticidas y fenoles (vertidos industriales),Petróleo (mareas negras).

- InorgánicosInorgánicosÁlcalis (aguas domésticas);Sales (cloruros y carbonatos, intrusión marina, aguas residuales domésticas…);Metales pesados, Zn, Cd, Pb, (vertidos industriales);Nitrógeno y compuestos nitrogenados, nitritos, nitratos, (descomposición animales y vegetales, vertidos agrícolas y ganaderos, aguas residuales domesticas);Fósforo y derivados (detergentes y aguas residuales agrícolas);Azufre (aguas residuales domésticas e industriales);Variaciones de pH (vertidos industriales).

- GasesGasesSufuro de Hidrógeno, H2S, (descomposición aguas residuales domésticas);Metano, CH4, (inflitraciones).


Contaminantes biológicos:

- MicroorganismosMicroorganismos (bacterias, virus, protistas, algas) procedentes de aguas residuales domésticas. Pueden provocar la transmisión de enfermedades infecciosa (tifus, paludismo, cólera, disentería…)

Escherichia coli, puede aparecer en aguas contaminada con aguas de alcantarillado y producir diarreas en las personas infectadas.

Según su naturaleza los contaminantes se clasifican en:

- físicosfísicos (Tª, partículas radiactivas, materias en suspensión);

- químicosquímicos (orgánicos, inorgánicos y gases);

- y biológicosbiológicos (microorganismos: bacterias, virus protistas y algas, productores y transmisores de enfermedades).

Los contaminantes del agua son todas aquellas sustancias químicas, seres vivos o formas de energía que se encuentran en proporciones superiores a las consideradas normales.

9. Efectos de la contaminación de las aguas superficiales,continentales, subterráneas y marinas



Aunque los ríos poseen cierta capacidad de auto-depuración los vertidos desencadenan procesos de contaminación, cuyos efectos más importantes son:

- Restricción en el uso del agua.

- Alteraciones en la fauna y/o en la flora acuáticas.

- Apariencia y olor desagradables.

La principal defensa de los ríos frente a la contaminación es su dinámica, mientras que en los lagos la situación se agrava al estar el agua estática.

En las aguas sin contaminar existe un equilibrio biológico entre la fauna y la flora, que se rompe por la presencia de contaminantes.

La eutrofización consiste en un excesivo crecimiento de las algas provocado por la introducción de compuestos orgánicos e inorgánicos de vertidos de origen doméstico y agrícola.

a) Contaminación de ríos y lagos: eutrofización

Proceso de eutrofizaciónProceso de eutrofización:

- Cuando un lago o embalse es pobre en nutrientes (oligotróficooligotrófico) tiene las aguas claras, la luz penetra bien, el crecimiento de las algas es pequeño y mantiene a pocos animales. Las plantas y animales que se encuentran son los característicos de aguas bien oxigenadas.

- Al ir cargándose de nutrientes (fosfatos y nitratosfosfatos y nitratos) el lago se convierte en eutróficoeutrófico. Crecen las algas en gran cantidad con lo que el agua se enturbia.

- Las algas y otros organismos, cuando mueren, son descompuestos por la actividad de las bacterias con lo que se gasta el oxígeno. No pueden vivir peces que necesitan aguas ricas en oxígeno, por eso en un lago de estas características encontraremos otros organismos de aguas poco ventiladas.

- En algunos casos se producirán putrefacciones anaeróbicas acompañadas de malos olores Las aguas son turbias y de poca calidad desde el punto de vista del consumo humano o de su uso para actividades deportivas. El fondo del lago se va rellenando de sedimentos y su profundidad va disminuyendo.



Origen de los fosfatos y nitratosOrigen de los fosfatos y nitratos:

- La mayor parte les llega por los ríos.

- En el caso del nitrógeno, una elevada proporción (alrededor del 30%) llega a través de la contaminación atmosférica.

- Durante muchos años los jabones y detergentes fueron los principales causantes de este problema. Estos detergentes tenían alrededor de un 16% en peso de fósforo. El resultado era que los vertidos domésticos y de lavanderías contenían una gran proporción de ion fosfato.

- En la actualidad, se prohíben los detergentes con más de 0,5% de fósforo.

- En resumen, en la eutrofización de origen humano, las principales fuentes son: los vertidos urbanos, que llevan detergentes y desechos orgánicos los vertidos ganaderos y agrícolas, que aportan fertilizantes, desechos orgánicos y otros residuos ricos en fosfatos y nitratos.



Entre las medidas que permiten minimizar y corregir la eutrofización se encuentran las siguientes:

Limitar o prohibir vertidos domésticos y agrícolas en ecosistemas con escasa dinámica.

Tratar las aguas residuales en EDAR (estaciones depuradoras de aguas residuales) que incluyan tratamientos biológicos y químicos que eliminan el fósforo y el nitrógeno.

Disminuir el contenido de los poli-fosfatos de los detergentes. Reducir las emisiones de NOx y amoniaco Inyectar O2 puro en lagos y embalses afectados.

Añadir nitrógeno al agua para evitar el crecimiento de algas cianofíceas.

El problema se ha agravado en los últimos 50 años.


b) La contaminación de las aguas subterráneas:

• Constituyen un recurso muy importante. En España el 30 % de la población y el 25 % de la superficie agrícola de regadío se abastece de ellas.

• Pero ahora se ven afectadas por graves problemas como la contaminación, sobreexplotación y salinización; estos últimos íntimamente ligados.

• Puntual (vertederos o fosas sépticas no impermeabilizadas.)

• Difusa (fertilizantes infiltrados, vertidos de residuos, fugas de aguas residuales, vertidos de granjas).

• La sobreexplotación tiene lugar al extraer agua en cantidad superior a su capacidad de recarga.

• En los acuíferos costeros la sobreexplotación puede dar lugar a la intrusión salina.




Los mares y los océanos, al disponer de un gran volumen de agua, poseen una capacidad de auto-depuración mucho mayor que la de los lagos, ríos y aguas subterráneas.

Esto nos lleva a que, la contaminación que sufren muchos mares es la más desconocida por la sociedad, debido a su capacidad para enmascarar disueltas una gran cantidad de sustancias que unido a su gran tamaño y profundidad y al hecho de que sólo vemos sus orillas ya que no vivimos en ellos.

El problema de la contaminación marina se agrava en mares cerrados, estuarios y bahías, donde la falta de corrientes favorece la concentración de contaminantes.

c) La contaminación del agua de mar:

La contaminación del mar tiene distintos orígenes:

• Actividades marinas propias, cuya contaminación más importante es la de hidrocarburos, vertidos por los barcos y por las actividades de las plataformas petrolíferas. Existiendo una gran relación entre las rutas marítimas y las manchas de petróleo. Accidentes de los grandes petroleros.

• Vertidos directos desde la costa, que pueden ser de todos los tipos: urbanos, agropecuarios e industriales. Los más problemáticos son los urbanos y los industriales.

• Vertidos a través de ríos, que recogen aguas residuales, de todos los tipos y que desembocan en el mar contaminándolo. Los ríos son los principales responsables de la eutrofización de las zonas litorales.



La contaminación del mar ha adquirido la consideración de prioritaria desde el momento en el que comenzó a afectar a los intereses económicos: El turismo (La presencia de suciedad en las playas les hace

perder atractivo turístico). La pesca (Las asociaciones de pescadores denuncian la

reducción de capturas en la pesca de bajura).

Los intentos para solucionar los focos de contaminación consistieron en construir emisarios submarinosemisarios submarinos, para alejar los residuos contaminantes mar adentro, pero como su volumen no deja de aumentar esta solución pierde eficacia al mismo tiempo que los residuos orgánicos contribuyen a eutrofizar las costas (crecimiento excesivo de algas), que como consecuencia de las tormentas son arrancadas y depositadas en las playas ensuciando la arenas perdiendo igualmente su atractivo turístico.



10. Parámetros usados en la determinación de la calidad de las aguas

La calidad del agua se define en función del uso a que va a ser destinada (para beber, para riego, para baño,..) mediante una serie de caracteres o cualidades (olor, sabor,...), o en relación con su estado natural.

Para medir la calidad del agua se emplean parámetros o índices que nos permiten cuantificar el grado de alteración de sus características naturales, teniendo en cuenta su uso.

Estos parámetros son indicadores de las características y de las propiedades que los diferentes contaminantes pueden proporcionar al agua, siendo por ello de utilidad para determinar el grado y el origen de las alteraciones de su calidad. Se clasifican en físicos, químicos y biológicos.

1. Parámetros Físicos1. Parámetros Físicos:

- la transparenciatransparencia o la turbidez según la presencia de partículas sólidas o de microorganismos;

- el colorcolor, el saborsabor y el olorolor (características organolépticascaracterísticas organolépticas del agua) debidos a la presencia de materia orgánica;

- la conductividad eléctricaconductividad eléctrica, que depende de la cantidad de sales disueltas.



2. Parámetros Químicos2. Parámetros Químicos:

- Son los más útiles para determinar la calidad del agua los más importantes son:

Presencia de ionesPresencia de iones bicarbonato, cloruro, sulfato...

Oxígeno disueltoOxígeno disuelto (ODOD), cuya presencia es fundamental para el desarrollo de la vida acuática (su cantidad disminuye en aguas con materiales orgánicos pues se utiliza para su descomposición).

Demanda biológica de oxígenoDemanda biológica de oxígeno (DBODBO) es una medida de la cantidad de oxígeno que los microorganismos necesitan para oxidar la materia orgánica. Este proceso es lento y tanto más cuanto más complejas sean las moléculas orgánicas. Existen diferentes formas de determinar este parámetro, pero el más frecuente es la que se refiere al periodo de incubación de cinco días, la DBO5, es decir, cantidad de O2 que los organismos necesitan para degradar la materia orgánica, en un volumen de agua, durante cinco días y a una temperatura de 30º C.

Materia orgánica + O2 CO2 + H2O + materia inorgánica oxidada

Bacterias aerobias


La demanda química de oxígenodemanda química de oxígeno (DQODQO) es un ensayo de oxidación de compuestos orgánicos por la acción de compuestos químicos oxidados (dicromato o permanganato potásico) en un medio ácido y en presencia de catalizadores inorgánicos se utiliza para calcular la cantidad de O2 necesaria en la oxidación de compuestos presentes en el agua, sin la participación de los microorganismos.

El pHpH, mide la concentración de iones H+ presentes en el agua. La actividad biológica normal en el agua se desarrolla en valores comprendidos entre 6 y 8.5.

El nitrógenonitrógeno en sus diferentes formas (orgánico, amoniaco, nitritos, nitratos…).

La durezadureza expresada en concentración de CaCO3 se debe a la presencia de iones Ca2+ y Mg2+ y supone algunos riesgos para la salud como el aumento de cálculos renales o al hecho de que las aguas duras requieren más gasto de detergente y más energía en los procesos industriales.

- Se denominan aguas blandasaguas blandas a las que poseen una concentración menor a 50 mg/l de CaCO3; y aguas durasaguas duras a las que tienen concentraciones superiores a 200 mg/l de CaCO3 .

- La OMS recomienda que el agua de bebida se mantenga entre los límites de 100 a 500 mg/l de CaCO3 .

2. Parámetros Químicos (y 2)2. Parámetros Químicos (y 2):


3. Parámetros Biológicos: 3. Parámetros Biológicos:

Nos indican la cantidad de microorganismos hallados en el agua:

* virus, bacterias coliformes, hongos, responsables de olores y sabores del agua; * las cianobacterias responsables de problemas de sabor, olor, color y turbidez* y protozoos que pueden ser vehículos transmisores de enfermedades.

• De todos los parámetros que indica la reglamentación -se suelen emplear entre 23 y 48-, los más utilizados son el OD, la DBO, la DQO, los sólidos disueltos y en suspensión, los compuestos de N, P, S y Cl, el pH, la dureza la turbidez, los elementos tóxicos y los organismos patógenos.

• El empleo de todos los parámetros sólo nos indica el grado de calidad que posee el agua en el momento que tomamos la muestra, pero no de su estado anterior ni de su poder de auto-depuración.

• Por eso, en la actualidad, se presta mucha atención a los denominados indicadores biológicos de contaminación, ya que la presencia de determinadas especies de seres vivos (unas aguantan más y otras menos), nos orientan sobre los niveles de contaminación y por lo tanto, de la calidad del agua.


En resumenEn resumen:

Parámetro No contaminado Contam débil Contam Fuerte

OD(mg/l) 7 5 3

DBO(mg/l) < 5 < 20 < 50

DQO(mg/l) 20 a 40 40 a 60 < 80


11. Sistemas de tratamiento y depuración de las aguas

El interés humano por el abastecimiento de agua y por la eliminación de aguas residuales viene desde la antigüedad. Restos arqueológicos: letrinas neolíticas; restos de tuberías de arcilla; fuentes y acueductos romanos; desagües subterráneos... Pero es en siglo XVIII cuando el interés por la depuración y tratamiento de las aguas para uso público alcanza un grado importante que continúa hasta nuestros días.

A.A. Tratamiento de agua para el consumoTratamiento de agua para el consumo: el agua natural, debe ser sometida a tratamientos y procesos que la convierten en agua potable (carente de microorganismos patógenos, sustancias tóxicas, de sabor, color, olor y turbidez desagradable) en Estaciones de Tratamiento de Agua PotableEstaciones de Tratamiento de Agua Potable (ETAP).

B.B. Auto-depuraciónAuto-depuración: es un sistema que tiene lugar en las aguas naturales, y consiste en una serie de mecanismos físicos de sedimentación de partículas, químicos y biológicos que producen la degradación de la materia orgánica convirtiéndola en inorgánica. Depende de factores como: el tiempo, la temperatura y la cantidad de oxígeno disuelto.

C.C. SSistemas de depuración de las aguas residualesistemas de depuración de las aguas residuales: que consisten en una serie de procedimientos que tratan de devolver al medio natural el agua una vez empleada para diferentes usos con las características lo más parecidas a su estado natural.


1)1) Tratamiento globalTratamiento global: procesos físicosfísicos –decantación, filtrado, tamizado y ósmosis inversa– que separan por sedimentación y químicosquímicos como la coagulación y la floculación usando sales minerales que forman agregados de partículas que a continuación precipitan o la oxidación-reducción usando agentes oxidantes o reductores para eliminar lo contaminantes.

2)2) Tratamiento especialTratamiento especial: como la desinfeccióndesinfección por cloración, que es el método más empleado, dado que el cloro es un poderoso oxidante y bloquea las funciones celulares de los microorganismos del agua, aunque aporta un sabor desagradable; o por el ozono y las radiaciones ultravioleta, que son procedimientos caros, pero más eficaces. También se suelen utilizar “procedimientos de afineprocedimientos de afine”, como la neutralización, que reduce acidez del agua empleando reactivos (sosa o cal), y el ablandamiento, para reducir la dureza del agua evitando las deposiciones de concreciones calcáreas en las conducciones de la red.

11.1. Tratamiento de Agua para el Consumo



1.1. Sistemas de depuración natural o blanda.Sistemas de depuración natural o blanda.

Se basan en reproducir los procesos de auto-depuración bajo condiciones especiales.

Requieren bajo coste de instalación y mantenimiento. Son adecuados para pequeños núcleos urbanos. Entre los métodos empleados destaca el lagunajelagunaje, que consiste en la

construcción de:a) lagunas poco profundas;b) el agua permanece en ellas durante varios meses;c) depuración por sedimentación de materiales sólidos; y d) degradación de la materia orgánica por vía aerobia o anaerobia.

Existen otros sistemas como los filtros verdesfiltros verdes, que consisten en terrenos cubiertos de vegetación arbórea de crecimiento rápido (chopos), sobre los que se realiza el vertido de aguas residuales y que por medio de los procesos físicos, químicos y biológicos del suelo se produce su depuración.

11.2. Sistemas de Depuración de Aguas Residuales


2. 2. Sistemas de depuración tecnológica o dura.Sistemas de depuración tecnológica o dura.

Este tipo de depuración se realiza por medio de una serie de procesos físicos, químicos y biológicos, combinados o aislados, con el fin de conseguir una concentración o transformación de los contaminantes presentes en el agua residual, para que puedan ser eliminados o reducidos y se devuelva al receptor agua con alteraciones mínimas.

Estos sistemas requieren:

- Grandes inversiones en instalaciones, equipos y energía.- Depuran más rápidamente y mayores volúmenes.

No todas las instalaciones depuradoras son iguales sino que, difieren según la procedencia del agua a tratar y de su volumen.

En una estación depuradora convencional (EDAR), podemos diferenciar:

1- La línea de agua.

2-La línea de fangos, lodos o bio-sólidos.

3- La línea de gas.



1.1. Línea del aguaLínea del agua. Consiste en una serie de operaciones que son:

• PretratamientoPretratamiento: es la separación de sólidos o de materias flotantes.

A) Desbaste a través de rejas→cintas trasportadoras→ contenedores→ vertederos.

B) Desarenado, deposición de arenas→ contenedores→vertedero.

C) Desengrasado, eliminación de aceites y otros flotantes como pelos y fibras.

• Tratamiento primarioTratamiento primario: consiste el la eliminación de sólidos o flotantes que han escapado al pretratamiento.

Por medio de decantadores primarios, que son tanques con mecanismos de arrastre y extracción de grasas y fangos, que se complementa con floculaciones (uso de iones o sales) que forman agregados que facilitan su sedimentación. Finalmente se ajusta el pH a conveniencia.


• Tratamiento secundarioTratamiento secundario: son un conjunto de procesos biológicos asociados a un sistema de decantación secundario para eliminar la materia orgánica presente en el agua residual.

• Uno de los procesos biológicos más empleados es el de fangos activosfangos activos. El agua en grandes tanques en condiciones aerobias por el aporte de oxígeno (difusores o turbinas) es oxidada y degradada por bacterias. La mezcla de microorganismos y restos de materia orgánica son los lodos activos que son extraídos por decantación. La normalidad del proceso se logra controlando el aporte de O2 , la Tª, el pH y las sustancias tóxicas presentes o que puedan generarse.


• Tratamiento terciarioTratamiento terciario: son métodos complementarios, avanzados o alternativos, para eliminar la m. o. no eliminada anteriormente o para reducir nutrientes como N, P y sus compuestos.

• DesinfecciónDesinfección: Es un tratamiento final destinado a evitar problemas de salud por la presencia de bacterias y virus patógenos en el agua. Se suelen usar procesos como la cloración (cloro gaseoso), ozonización (elimina virus) o empleo de lámparas ultravioleta que encarecen.

• Los fangos originados por la concentración de contaminantes continúan tratándose.


2. 2. Línea de fangos o biosólidos Línea de fangos o biosólidos: a) Espesamiento. Eliminación de la mayor parte del agua que contienen

(olores).

b) Estabilización. Degradación de la materia orgánica por vía aerobia o anaerobia.

c) Acondicionamiento químico. Adición de cal o FeCl3 bajo presión.

d) Deshidratación: prensado, centrifugado y secado y fabricación del compost.


3. 3. Línea del gas.Línea del gas. El gas resultante de la digestión de los fangos puede reutilizarse como parte de la energía que la planta de depuración necesita para su funcionamiento.

Ejercicio 1, p. 284


La vigilancia de la calidad del agua tiene como objetivo detectar con rapidez las alteraciones sobre las aguas y su origen. Se llevan a cabo mediante sistemas de redes de control, cuyos objetivos son describir las condiciones actuales de la calidad de las aguas, analizar las tendencias a largo plazo e identificar los factores que afecten a su calidad.

Los órganos encargados del control y vigilancia de las aguas públicas son las Comisarías de Aguas de las diferentes Cuencas Hidrográficas.

En 1993 se pone en marcha un Sistema Automático de Información de Calidad de Aguas (SAICA). Estas estaciones realizan análisis de forma continua y transmiten los datos a los controles de la cuenca, por medio del satélite Hispasat.


11.3. Control de calidad y protección de la calidad del agua

Anexo: Ahorro del agua en casa

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Tema 4. La hidrosfera