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Ciencias de la Tierra y Medioambientales 71 TEMA 4.- LOS SISTEMAS FLUIDOS EXTERNOS: HIDROSFERA Y CONTAMINACIÓN DE LAS AGUAS. 1. La Hidrosfera. 2. Ciclo hidrológico y distribución del agua en la Tierra. 3. Composición y dinámica de las masas de agua. 4. El agua como recurso. 5. La contaminación hídrica. 6. Problemas asociados a la contaminación. 7. La contaminación del agua en la Región de Murcia. 8. Sistemas de tratamiento y depuración de las aguas. PRÁCTICAS: Determinación en muestras de agua de algunos parámetros físico-químicos y biológicos e interpretación de resultados en función de su uso. 1. LA HIDROSFERA La Tierra es el único planeta del sistema Solar en el que se conoce el agua en sus tres estados: sólido, líquido y gaseoso. El agua es el más valioso de los recursos naturales, pues forma parte de todos los seres vivos y de muchos minerales y rocas. Es hábitat imprescindible de muchos organismos y para el hombre constituye el primero de sus alimentos, después del aire. Es fundamental para la higiene tanto del individuo como de su medio, e imprescindible para el desarrollo de la agricultura, la industria y las comunicaciones. En adelante utilizaremos el término hidrosfera para referirnos a la capa discontinua de agua que envuelve el planeta. Atmósfera e hidrosfera (capas fluidas) interaccionan entre ellas y constituyen, en conjunto, la formidable máquina térmica de distribución de calor terrestre que determina la actual configuración de los climas en el planeta. 2. CICLO HIDROLÓGICO Y DISTRIBUCIÓN DEL AGUA EN LA TIERRA. Incluyendo las aguas superficiales, el porcentaje de agua directamente utilizable por el hombre representa un 0,65 % del total del agua existente, cantidad claramente

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TEMA 4.- LOS SISTEMAS FLUIDOS EXTERNOS: HIDROSFERA Y

CONTAMINACIÓN DE LAS AGUAS.

1. La Hidrosfera. 2. Ciclo hidrológico y distribución del agua en la Tierra. 3. Composición y dinámica de las masas de agua. 4. El agua como recurso. 5. La contaminación hídrica. 6. Problemas asociados a la contaminación. 7. La contaminación del agua en la Región de Murcia. 8. Sistemas de tratamiento y depuración de las aguas.

PRÁCTICAS: Determinación en muestras de agua de algunos parámetros físico-químicos y biológicos e interpretación de resultados en función de su uso.

1. LA HIDROSFERA La Tierra es el único planeta del sistema Solar en el que se conoce el agua en sus

tres estados: sólido, líquido y gaseoso. El agua es el más valioso de los recursos naturales,

pues forma parte de todos los seres vivos y de muchos minerales y rocas. Es hábitat

imprescindible de muchos organismos y para el hombre constituye el primero de sus

alimentos, después del aire. Es fundamental para la higiene tanto del individuo como de su

medio, e imprescindible para el desarrollo de la agricultura, la industria y las

comunicaciones.

En adelante utilizaremos el término hidrosfera para referirnos a la capa discontinua

de agua que envuelve el planeta.

Atmósfera e hidrosfera (capas fluidas) interaccionan entre ellas y constituyen, en

conjunto, la formidable máquina térmica de distribución de calor terrestre que determina la

actual configuración de los climas en el planeta.

2. CICLO HIDROLÓGICO Y DISTRIBUCIÓN DEL AGUA EN LA TIERRA. Incluyendo las aguas superficiales, el porcentaje de agua directamente utilizable por

el hombre representa un 0,65 % del total del agua existente, cantidad claramente

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insuficiente si fuese una reserva estática; afortunadamente, la dinámica de la hidrosfera

hace que el agua sea un recurso renovable. El conjunto continuo de agua que, bajo

distintas formas, circula por el sistema atmósfera-hidrosfera-litosfera constituye el Ciclo

Hidrológico. A causa de la energía solar, el agua pasa por el ciclo de evaporación más

transpiración, seguido por la condensación y luego por la precipitación, asegurando así un

continuo abastecimiento y haciendo del agua un recurso renovable.

El inventario hidrológico realizado por el U.S. Geological Survey para conocer las

cantidades de agua en el planeta nos da el siguiente resultado:

LOCALIZACIÓN Superficie (Km2) Volumen (Km3) %

AGUAS SUPERFICIALES Lagos de agua dulce 860.000 125.000 0,009 Lagos salados y mares interiores 700.000 104.000 0,0080 Promedio de ríos 1.250 0,0001 AGUAS SUBTERRÁNEAS 130.000.000 Retención de suelos y zona de aireación 67.000 0,0050 Hasta 800 m de profundidad 4.170.000 0,31 A partir de 800 m 4.170.000 0,31 TOTAL DE AGUA LÍQUIDA CONTINENTAL 8.638.000 0,635 GLACIARES 18.000.000 29.200.000 2,15 ATMÓSFERA 510.000.000 13.000 0,001 OCÉANOS 360.000.000 1.322.000.000 97,2 TOTALES 1.360.000.000 100,00

Tabla 1. Inventario hidrológico (U.S. Geological Survey, 1964)

Fig.1.- Distribución del agua en los diferentes compartimentos del ciclo hidrológico. (Ed. Prentice Hall)

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El compartimento fundamental del ciclo hidrológico está constituido por los océanos.

Éstos ocupan casi el 75% de la superficie del planeta y con una profundidad media de 4,8

Km albergan el 97% del agua terrestre (unos 1.500 millones de Km3 ). Desde ellos (y desde

las masas de aguas continentales, ya sean superficiales o subterráneas) tiene lugar la

evaporación de grandes cantidades de agua (unos 450.000 Km3 anuales), pero la

atmósfera, cuya capacidad para retener agua viene limitada por la temperatura, sólo alberga

de forma permanente el 0,001% del agua del planeta. El resto volverá a la superficie por

precipitación, ya sea de forma líquida (lluvia, rocío) o sólida (nieve, granizo).

Sobre los continentes caen alrededor de 100.000 Km3 de agua cada año, que se

reparten de modo muy desigual: mientras sobre los bosques tropicales caen anualmente

entre 5.000 y 10.000 mm/m2, en los desiertos la cantidad se reduce por debajo de 25

mm/m2. Como media, aunque se trate de un dato no demasiado útil, sobre cada metro

cuadrado de los continentes descargan anualmente 625 mm de agua de precipitaciones.

Fig.2. El ciclo hidrológico (Ed. Prentice Hall)

El agua que cae sobre la tierra va a ser albergada en diferentes compartimentos.

Casi el 25% de agua dulce se encuentra en forma de hielo, del que el 90% está en la

Antártida. El resto se reparte entre la escorrentía superficial, que alimentará los lagos, ríos y

arroyos estables (algo menos del 0.02% del agua total), y la escorrentía subterránea que,

formada por el agua de infiltración rellenará los acuíferos (0.6 %).

El agua del subsuelo es la segunda fuente más importante de agua dulce. Se

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almacena en acuíferos, que pueden ser formaciones rocosas con gran número de poros o

fisuras, o bien estar compuestos de arena y grava sin consolidar. El agua fluye a través de

estas formaciones debido a la fuerza de la gravedad con una velocidad muy lenta (30 cm

año). El agua subterránea constituye la mayor fuente de agua potable y la de más fácil

aprovechamiento. No obstante, la sobreexplotación del agua del subsuelo puede reducir el

nivel freático o llegar a consumir todo el acuífero. Una vez que este ha sido consumido del

todo, no puede recuperar su capacidad original porque el estrato superior produce un

asentamiento que comprime los sedimentos, reduciendo el espacio de poros y huecos por

donde discurre el agua.

Para cerrar el ciclo, el agua de los continentes puede seguir dos caminos. Una

buena parte se enviará de regreso a la atmósfera por evaporación o por transpiración de los

vegetales (que a efectos del ciclo del agua actúan como bombas que extraen agua del

suelo y la devuelven a la atmósfera) (la evapotranspiración supone anualmente la pérdida

de unos 60.000 Km3 anuales); el resto hallará su camino de retorno al océano tras correr

por la superficie terrestre y arrastrar los materiales erosionados. 15.000 millones de

toneladas de material alcanzan así las desembocaduras de los ríos del mundo y de estos

materiales dependerá la riqueza de los mares, pues, una vez depositados los más gruesos,

las sales aportadas se disolverán y constituirán la base para el desarrollo de las biocenosis

marinas.

3. COMPOSICIÓN Y DINÁMICA DE LAS MASAS DE AGUA. A diferencia de la atmósfera, en la que podíamos hablar de una composición global y

una estructura general, en esta ocasión nos vamos a encontrar con grandes diferencias que

aconsejan el estudio por separado de las diferentes masas de agua que componen la

hidrosfera.

3.1.- Composición de las aguas marinas Los océanos son ricos en sales disueltas procedentes del aporte que los ríos

realizan. En función del ciclo hidrológico, de los aportes en profundidad y dado que las sales

no se evaporan al hacerlo el agua, su concentración ha ido aumentando de forma paulatina

a lo largo del tiempo.

De todos los elementos, el más abundante es el cloro, que alcanza el 55% en peso;

el sodio, con el 31% le sigue en proporción. La tabla 2 nos muestra las proporciones de

algunos de los compuestos más abundantes:

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CONSTITUYENTE CANTIDAD NaCl 23 g /kg de agua Mg Cl2 5 g Na2 SO4 4 g Ca Cl2 1 g K Cl 0,7 g

Tabla 2. Composición química media de las aguas oceánicas

Los demás elementos se encuentran en porcentajes mucho más bajos (por ejemplo,

de oro se calculan unos 9 millones de toneladas en el total de las aguas del océano).

Debido a la dinámica marina (olas, corrientes, etc.) la proporción de elementos

disueltos en los distintos océanos se encuentra homogéneamente repartida. Se denominan

constituyentes primarios a aquellos cuya proporción se mantiene constante. Los

constituyentes secundarios son aquellos cuyas cantidades varían en función de sus usos

por los seres vivos. Éstos aumentan en proporción a partir de los 100 m de profundidad

(zona afótica), donde la utilización por los seres vivos es muy limitada. A partir de los 1.000

metros su proporción es casi constante.

Aunque la proporción de elementos disueltos sea más o menos constante, la

salinidad (S=cantidad total de sales) de las aguas no es igual en todos los océanos, pues

está en relación a otras variables como la evaporación, la aportación de los ríos, la

precipitación o la comunicación con mares abiertos. En la zona oceánica tropical, en donde

las precipitaciones son intensas, la salinidad es semejante a la indicada en la tabla, esto es,

alrededor de un 34.5 por mil; en áreas más secas puede alcanzar valores mayores,

llegando hasta un 38 por mil el Mar Rojo; en el Báltico es mucho menor, de un 7.8 por mil.

El aire también se encuentra disuelto en el agua del mar, siendo distinta la

solubilidad de sus componentes: el oxígeno constituye la tercera parte de la totalidad; el

dióxido de carbono se encuentra en un 0,2%, variando estas proporciones con la

profundidad, de modo que, a medida que se desciende, hay menos oxígeno y más CO2.

Otra característica esencial de los océanos es la distribución de la temperatura con

la profundidad. Conforme aumenta la profundidad la temperatura desciende lentamente,

pero a una determinada profundidad este descenso se hace muy brusco: a esta zona se le

llama termoclina. Por debajo de ella el descenso térmico continua mucho más lentamente.

La termoclina divide dos zonas en las masas acuáticas: epilimnion, la capa

superficial más caliente y menos densa; e hipolimnion, la capa profunda más fría y densa.

La termoclina actúa como una auténtica barrera física e impide la mezcla del agua

de las dos capas. Esto crea características diferenciadas en ambas y supone diferentes

problemas para los seres vivos que las ocupan. El epilimnion, a pesar de estar cálido y bien

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iluminado suele ser deficitario en nutrientes (consumidos en la fotosíntesis y sedimentados

en el fondo); mientras el hipolimnión se enriquece en nutrientes pero su temperatura y la

pobreza en oxígeno suelen ser limitantes para la vida.

Fig.3. Temperatura y profundidad. (Ed. Editex) Fig.4. Luz y profundidad. (Ed. Editex)

3.2.- Composición de las aguas continentales. Mientras que las aguas oceánicas están muy mezcladas y muestran una

composición similar (las únicas diferencias locales de un lugar a otro se hallan en la

concentración total y no en el tipo de sales), las aguas dulces son heterogéneas.

El agua de lluvia ya incorpora sales en su caída (cloruro sódico; sulfatos y

compuestos de nitrógeno y fósforo). Después lava el suelo, bien sea de forma superficial

como ocurre en suelos erosionados o de cubierta vegetal pobre, en cuyo caso las

características del agua vendrán en función del substrato geológico; bien sea de forma más

profunda si se trata de suelos maduros con una capa de vegetación climácica o cercana al

clímax. En este último caso la circulación del agua por el suelo es muy lenta y va

acompañada por intercambios de iones entre el agua y la parte sólida del suelo, con lo que

la composición del agua dependerá menos de la roca madre y más del clima y de la

vegetación local.

Es imposible, por tanto, hablar de una sola composición para las aguas

continentales. Podemos decir con carácter general que mientras el agua de mar se

caracteriza por el cloruro sódico, las continentales presentan como constituyente esencial el

bicarbonato cálcico. En la tabla siguiente vamos a recoger algunos datos referidos a

grandes lagos de zonas con vegetación y suelos maduros que podemos utilizar como

referencia:

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Iones % de equivalentes Iones % de equivalentes

Ca2+ 63.5 - 68.3 Cl - 3.9 – 10.1 Mg2+ 17.4 - 25.4 SO4

2- 10.0 -16.0 Na+ 4.5 - 15.7 HCO3

- 73.9 – 85.4 K+ 1.9 - 3.4

Tabla 3. Composición química media de las aguas continentales

3.3.- Dinámica oceánica: olas, mareas y corrientes. Olas

La mayoría de las olas tienen su origen en la energía que les transmite el viento en

la interfase aire-agua. Estas olas producidas por el viento son "ondas oscilatorias

progresivas", pues se propagan dando lugar a un movimiento oscilatorio. Pero el

movimiento que describe una partícula es un movimiento circular completo (si no está

frenado por el fondo) que se atenúa con la profundidad. En las grandes olas, las partículas

sufren, además, un desplazamiento en la dirección en que se mueve la ola.

En toda ola se diferencian un seno (parte más deprimida) y una cresta (parte más

elevada). La altura de la ola es la distancia vertical entre el seno y la cresta; y la longitud de

onda es la distancia entre dos crestas o senos sucesivos.

Aparte de las olas creadas por el viento, podemos hablar también de olas sísmicas

y olas de marea. Las primeras son producidas por movimientos bruscos del fondo marino a

causa de terremotos. Se conocen con el nombre de tsunamis, pueden alcanzar los 30 m y

son de un gran poder destructivo. Las últimas se forman en la desembocadura de grandes

ríos al avanzar con rapidez la marea alta.

Mareas

Por su parte, las mareas, son producidas por la atracción diferencial de la Luna y el

Sol sobre las aguas de los mares y océanos. Cada doce horas y veintiséis minutos se

produce el ascenso y descenso alternativo de las aguas, siendo la amplitud de marea la

diferencia de nivel alcanzado.

En los mares interiores (Mediterráneo) la amplitud es muy escasa, apenas 20-30 cm;

pero en otros puntos pueden alcanzar valores considerables: 19 m en la Bahía de Fundy

(Canadá) o 13 m en el canal de Bristol.

o Mareas lunares: son producidas por la atracción lunar sobre la Tierra. Debido al giro

de la tierra hacia el este, las mareas se desplazan hacia el oeste. En un punto

determinado, cada pleamar ocurrirá cada 12 horas y 26 minutos y el tiempo

transcurrido entre una pleamar y su bajamar será de 6 horas y 14 minutos. Como la

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tierra invierte en su rotación 24 horas y 50 minutos y el día solar medio utilizado es

sólo de 24 horas, las mareas se producen con un retraso de 50 minutos cada día.

o Mareas solares: el efecto de la atracción solar sobre las aguas también es

importante, pero dada su lejanía, su atracción es aproximadamente 0,4 veces el

efecto lunar; por esta razón, las mareas están regidas fundamentalmente por la

Luna. Pero la acción del Sol se suma a la de la Luna cuando el sistema Tierra-Sol-

Luna esta en sicigia (los tres cuerpos alineados), por lo que se producen mareas

más intensas (un 20% sobre la media), llamadas mareas vivas. De acuerdo con la

duración del mes lunar, éstas tienen lugar cada 14 días y 18 horas, es decir, en la

luna nueva y en la luna llena.

En el caso de que la Luna y el sol están en cuadratura (durante el creciente y el

menguante), los efectos se contrarrestan y el resultado es una marea con un 20% menos de

amplitud que la media: la marea muerta.

Fig.5. Esquema de las mareas y de la posición relativa del sistema Tierra-Luna-Sol (Ed. Editex)

Corrientes

Finalmente, las corrientes son desplazamientos del agua del mar dentro de su

mismo seno, a modo de ríos encajados en su propia agua. Las causas de estas corrientes

pueden ser varias:

Motivadas por corrientes de convección debidas a:

Diferencias de temperatura entre unas masas de agua y otras, que se traduce

en una diferencia de densidad. Por esta razón, el agua fría procedente de los

polos se sumerge y fluye hacia el ecuador, desplazando aguas más cálidas

que se trasladan hacia los polos.

Diferencias de densidad motivadas por diferentes salinidades. En este caso el

agua se desplaza de las zonas de menor salinidad a las de mayor. Por

ejemplo, las aguas del Atlántico se desplazan hacia el Mediterráneo a través

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del Estrecho de Gibraltar por la zona superficial, mientras que las del

Mediterráneo, con mayor densidad por ser más salinas, fluyen al Atlántico en

profundidad.

Corrientes superficiales:

Se deben a la energía que comunica el viento a la superficie del agua. Son las

más importantes y están íntimamente ligadas a la circulación general del viento en

la superficie terrestre y, por tanto, a la fuerza de Coriolis. Por esta causa, en el

hemisferio norte tienden a desplazarse en el sentido de las agujas del reloj y en el

sur al contrario.

Todos los factores descritos, junto con la forma de las cuencas oceánicas y de las

costas continentales que tienden a modificar las direcciones, son los causantes de las

corrientes. Las más importantes aparecen en la figura 6.

Fig.6. Principales corrientes marinas superficiales (Ed. Editex)

Corrientes litorales o de deriva: en la costa, las olas golpean sobre la playa de

manera oblicua, sin embargo, la resaca desciende en línea recta por la pendiente de

la playa. El efecto es un transporte de la arena a lo largo de la playa según un

modelo de “dientes de sierra” que se conoce como deriva litoral.

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Fig.7. Deriva litoral y transporte de sedimentos a lo largo de la playa. (Ed. Prentice Hall)

3.4. Consecuencias de la dinámica oceánica. La dinámica oceánica tiene múltiples consecuencias; entre las más importantes,

vamos a destacar:

Corrientes acopladas con la atmósfera:

- La redistribución del calor en el planeta.

- El Niño y la Niña.

Los afloramientos.

Transporte y redistribución de sedimentos: el origen del Mar Menor.

3.4.1. Corrientes acopladas hidrosfera-atmósfera.

3.4.1.1. La cinta transportadora de calor oceánica. La primera y fundamental

consecuencia de la dinámica marina es la redistribución del calor a lo largo del planeta. Ya

hemos comentado que atmósfera e hidrosfera interactúan para ejercer su función como

máquina térmica.

La fuerte insolación y los vientos dominantes generan una corriente superficial de

aguas cálidas que viaja desde el ecuador hacia el norte en el Océano Atlántico: la Corriente

del Golfo. En su camino hacia el norte las aguas disminuyen su temperatura y aumentan su

salinidad (al congelarse las aguas polares dejan las sales en disolución), es decir, aumentan

su densidad, lo que hace que se hundan y viajen a modo de corriente de aguas frías que

corre de norte a sur por la zona occidental del Océano Atlántico. Esta corriente fría gira

hacia el este para correr paralela al continente antártico y viajar al Índico, donde se divide

en dos ramas, una continua su recorrido en profundidad hasta alcanzar el Pacífico, donde

se calentará y retornará a superficie formando parte de los sistemas de corrientes cálidas

superficiales de retorno. La otra rama toma dirección noreste y aflora en las cercanías de

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Madagascar, donde se une al ascender a la proveniente de Japón. Una molécula de agua

podría tardar 1600 años en realizar todo el viaje.

Lo importante de esta cinta transportadora es que homogeneiza la composición de

los océanos, transporta nutrientes inorgánicos que intervendrán en los afloramientos y

constituye un eficaz sistema de distribución del calor. Cualquier cambio en esta circulación

puede provocar drásticos cambios en el clima. Algunos modelos informáticos desarrollados

para predecir las consecuencias del cambio climático parecen indicar la posibilidad de un

debilitamiento de la corriente del Golfo, lo que podría derivar en un reforzamiento del

cambio de las pautas del clima.

Fig. 8. Corriente termohalina (Ed. Mcgraw Hill)

3.4.1.2. Los fenómenos de “El Niño” y “La Niña”. Estos fenómenos, también

consecuencia directa de la interacción entre atmósfera e hidrosfera los vamos a estudiar en

una animación del periódico El mundo. (www.elmundo.es)

3.4.2. Los afloramientos.

La dinámica marina convierte, además, a los océanos en medios especialmente

pobres para el desarrollo de la biocenosis. Los nutrientes aportados por los ríos tienen

tendencia a sedimentar en los fondos, lejos de la zona iluminada apropiada para el

desarrollo de la vegetación (fitoplancton o algas bentónicas). Por ello cobran especial

importancia ciertas zonas, denominadas afloramientos, en las que las corrientes frías

profundas ascienden cargadas de nutrientes, poniéndolos así en disposición de ser

utilizados por los productores y, en definitiva, por todos los miembros de las redes tróficas

marinas.

Aparte de otros de menor importancia, existen cuatro afloramientos de primer orden,

que se corresponden con grandes caladeros para las flotas pesqueras y se sitúan en aguas

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de Mauritania-Canarias y Namibia (en el Océano Atlántico) y en California y Perú (en el

Pacífico). Todos ellos muestran ciertas características comunes:

Fig.9. Afloramiento. (Ed. Santillana)

Aparecen alrededor de los 30º N y S en el margen oriental de los océanos, donde

las corrientes de superficie parecen disminuir su intensidad y los vientos separan las

aguas superficiales hacia el interior de los océanos permitiendo el ascenso de las

corrientes profundas.

Se corresponden latitudinalmente con zonas especialmente áridas y desérticas en

los continentes, pero en las que medra una rica fauna de aves (depósitos de guano)

y mamíferos que explotan el océano como fuente de alimentos.

Poseen una riqueza biológica comparable con las pluvisilvas tropicales, gracias al

aporte de P y N en grandes cantidades, lo que es aprovechado por el fitoplancton y

permite el desarrollo ulterior de los animales que lo explotan y del resto de los seres

de la red trófica.

Soportan una fuerte explotación por parte de las flotas pesqueras.

Fig.10. Principales afloramientos oceánicos. (Ed. Santillana)

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3.4.3. Origen del Mar Menor.

Otra importante consecuencia geológica es el transporte y redistribución de

materiales que serán sedimentados al perder energía las corrientes o el oleaje dando lugar

a playas, tómbolas, barras, flechas litorales y otras formas de modelado. El origen del Mar

Menor está directamente ligado las condiciones de la dinámica marina de la zona.

Si nos situamos en la zona hace 13 millones de años, veremos una amplia bahía en

arco. Una serie de erupciones volcánicas tuvieron lugar en los siguientes 6 millones de

años. Ahora, en el frente de la bahía asomarían numerosos escollos de roca volcánica,

(aparte de nuevas islas y montañas cercanas a la bahía) que dificultarían el desplazamiento

de las masas de arena movidas por las corrientes marinas, lo que daría lugar a la aparición

de barras. Pronto se formó una barrera compacta de arena de un lado a otro de la bahía y

quedó cerrada la laguna, que hoy se comunica con el Mediterráneo a través de tres “golas”.

La no colmatación de la laguna se explica porque, al mismo tiempo que la

sedimentación en su fondo, se ha producido una subsidencia de la zona.

Fig.11. Vista aérea Mar Menor

4. EL AGUA COMO RECURSO. 4.1.- Introducción. El ciclo hidrológico tiene como principal característica su irregularidad, tanto

temporal como espacial. Así, aunque a nivel global el ciclo nos asegure el abastecimiento

de agua; a nivel local son numerosas las regiones donde la demanda de agua dulce supera

con creces las disponibilidades. Por ello no sólo necesitamos conocer el ciclo hidrológico,

sino que además, necesitaremos disponer de un balance de los recursos de nuestra zona si

queremos llevar a cabo una explotación racional de los mismos.

Si analizamos el balance con detalle y tenemos en cuenta que del total del agua que

cae sobre una zona una parte será devuelta a la atmósfera por evapotranspiración; otra se

infiltrará para recargar los acuíferos y otra correrá por la superficie, podemos caracterizar el

balance como sigue:

P=ES+ED+ET

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donde: P es la precipitación sobre la zona.

ES es la escorrentía subterránea (en algunos textos la infiltración)

ED es la escorrentía directa o superficial

ET es la evapotranspiración real

Todos aquellos factores que incidan sobre esta ecuación nos condicionarán las

disponibilidades de agua de cada zona (pendiente, naturaleza del sustrato, temperaturas,

cantidad y forma de las precipitaciones, etc...)

Numerosas actividades humanas exigen la utilización del agua presente en la

naturaleza. Los caudales detraídos, una vez cumplida su misión, son devueltos a los cauces

naturales, por lo que, superpuesto al ciclo natural, existe un segundo proceso de circulación

del agua, que podemos denominar Ciclo de Utilización.

Fig.12. Ciclo de utilización humana del agua

4.2.- Usos del agua Los usos del agua se suelen clasificar en consuntivos (si se produce un consumo

neto de agua) y no consuntivos (si no se produce merma en la cantidad de agua

disponible). En la tabla siguiente podemos verlos reflejados:

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Tabla 4. Usos del agua (Ed. Mc Graw Hill)

4.3.- Los recursos En líneas generales, existe agua suficiente para el consumo interno en la mayor

parte de los países del mundo (excepto, naturalmente, en los que pertenecen a climas

áridos), pero generalmente se encuentra distribuida de forma desigual respecto de la

demanda; dicho de otra forma, algunas regiones son excedentarias mientras en otras existe

déficit. En España, por ejemplo, las comunidades de la vertiente mediterránea presentan

déficits en las áreas más pobladas o de agricultura más desarrollada, mientras en las

vertientes cantábrica o atlántica existen excedentes no regulados.

Como puede verse en la tabla 5, sólo en una cuenca peninsular, la del Segura, los

recursos existentes están explotados por completo, disponiendo además de aguas

procedentes de la cuenca del Tajo que permiten completar en parte los déficits que se

originan básicamente por la escasa precipitación y la existencia de una agricultura intensiva

de elevado consumo.

A escala planetaria se dan asimismo situaciones contrastadas, puesto que en

algunos países existen recursos que garantizan el aprovisionamiento futuro, mientras que

en otros falta incluso agua potable para el uso cotidiano de la población. Además, hemos de

tener en cuenta que los déficits dependen tanto de la disponibilidad de recursos como de

las infraestructuras necesarias para lograr un aprovechamiento racional y así evitar que las

corrientes superficiales viertan en el mar. Para ello, además de las obras de captación de

las aguas subterráneas, es preciso construir embalses para regular caudales,

canalizaciones para trasladarla, potabilización para reutilizar las aguas residuales o

desalinización para uso del agua oceánica. Lamentablemente, no todas las naciones del

planeta tienen acceso a estas inversiones que suelen ser, por lo general, de alto coste.

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Cuenca Recursos Naturales Disponibles

Hm3/año %

Norte I 11.235 5.515 49 Norte II 12.954 1.518 12 Norte III 5.395 493 9 Duero 15.168 7.797 51 Tajo 12.858 6.233 48 Guadiana I y II 6.165 2.963 48 Guadalquivir 6.911 3.087 45 Segura 1.000 1.125 113* Júcar 4.142 3.052 74* Ebro 18.198 10.727 59

Tabla 5. Recursos hídricos disponibles actualmente en algunas cuencas de España (hm3 /año).

(Simplificado a partir de López Bonillo, 1994)

Un último problema a añadir a la lista es la gestión transnacional de los recursos. De

200 grandes ríos del planeta, casi 150 son compartidos por dos países y el resto por tres o

más. Esto exige políticas para el aprovechamiento conjunto y la gestión racional de los

recursos, aunque, en no pocos casos la falta de acuerdo deriva en serias disputas por esta

razón (Argentina y Brasil sobre el Río de la Plata; India y Bangladesh sobre el Ganges;

Israel y Siria sobre los Altos del Golán, etc).

Fig.13. Disponibilidades de agua por países

4.4.- La demanda La demanda de agua es muy diversa en diferentes sociedades y culturas,

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Ciencias de la Tierra y Medioambientales

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dependiendo de factores como:

Estructura económica: una determinada sociedad puede estar basada de modo

preferente en la actividad agrícola, ganadera, industrial o de servicios y, lógicamente, no

se gastan cantidades de agua iguales para todas ellas; incluso, dentro de estas

actividades, unos productos requieren mayor gasto que otros. Una demanda

importantísima en nuestra zona es la representada por el turismo, que exige disponer de

cantidades de agua muy elevadas (campos de golf, uso doméstico de turistas, etc.) en

ciertas estaciones de año.

Nivel de desarrollo: es un factor importantísimo a la hora de evaluar el gasto para usos

domésticos. Para mantener una calidad de vida razonable hacen falta unos 80 litros por

persona y día. Como ejemplo en EE.UU. el gasto se eleva a 500 y en Madagascar

apenas alcanza 5,4.

Según las tendencias actuales, el consumo de agua sigue una curva ascendente,

creciendo en un 1% anual, mientras que los recursos disponibles no aumentan con la

misma rapidez (obras hidráulicas, potabilización, reutilización, etc.). Esto da lugar a un

desfase que puede conducir a situaciones críticas a corto plazo o en años de baja

precipitación.

Fig.14. Consumo de agua ideal en los países

desarrollados

4.5.- Consecuencias de la sobreexplotación de los recursos Cuando la utilización supera los recursos existentes se habla de sobreexplotación.

En el caso concreto del agua, la sobreexplotación conlleva dos grandes problemas:

reducción de las disponibilidades.

pérdida de la calidad del agua.

Esta sobreexplotación afecta especialmente a las reservas de agua subterránea, ya

que mientras los caudales superficiales se explotan de modo más controlado a través de

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Depto. Biología-Geología. IES Ceutí.

88

canalizaciones, concesiones, etc., aquellas están más expuestas a la explotación arbitraria

por las dificultades de llevar a cabo un control estricto, y por tratarse de un medio de

respuesta lenta a las variaciones externas que intervienen en la recarga.

Cuando las explotaciones superan la capacidad de carga del acuífero se produce

inevitablemente un descenso de nivel, que puede conducir en casos extremos al

agotamiento de las reservas. Grandes áreas de las llanuras centrales de EE.UU., India y

China sufren actualmente el problema. España no es una excepción: en la cuenca del

Guadiana (La Mancha) la sobreexplotación se cifra en 280 hm3 anuales; en la del Segura en

unos 325; y en la del Júcar unos 125. Las consecuencias ecológicas son muy graves,

figurando entre las más evidentes las que repercuten sobre algunos ecosistemas frágiles,

para los que ha habido que arbitrar soluciones de emergencia, como sucede en las Tablas

de Daimiel.

En definitiva, la explotación de los recursos hídricos de una zona habría de ajustarse

al "Balance Hídrico Local", tratando de utilizar aquellas cantidades que sean repuestas en

función del equilibrio entre precipitaciones, por un lado, y pérdidas locales que incluyen

evapotranspiración y escorrentía superficial, por otro. En aquellas zonas donde este balance

sea positivo podremos detraer del ciclo las cantidades de agua sobrante sin temor a agotar

las reservas de los acuíferos, pero en aquellas zonas donde el balance sea negativo (más

pérdidas que ingresos) o, aún siendo positivo se extraiga más agua de la debida, las

reservas sufrirán una merma más o menos cuantiosa.

4.6.- Planificación Hidrológica. Ya hemos visto que la incorrecta utilización del recurso agua es insostenible y tan

sólo puede acarrearnos problemas graves a corto plazo. Es evidente, por tanto, que el

camino hacia la sostenibilidad que vamos buscando pasa por una correcta planificación

hidrológica. Esta planificación comprende la gestión racional de los recursos, la ordenación

de los usos, el incremento de la eficacia y el desarrollo de soluciones técnicas para hacer

frente a las demandas de agua.

En nuestro país el agua es un bien muy escaso y su gestión corresponde al estado:

es la administración central la responsable de todos los problemas de cantidad y

calidad de las aguas (no las Comunidades autónomas). Los órganos encargados de

dicha gestión los podéis encontrar en la tabla siguiente:

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Ciencias de la Tierra y Medioambientales

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Tabla 6. Organismos de gestión del agua en España (Ed. Mc Graw Hill)

El Consejo Nacional del Agua es un órgano consultivo y no legislativo (asesora y

coordina). Las Confederaciones Hidrográficas (nacidas en 1926) pasan en la actual Ley de

Aguas a llamarse Organismos de Cuenca. Son diez y son las auténticas gestoras del

agua; elaboran los Planes de Cuenca que se integran en el actual Plan hidrológico

Nacional.

En la actualidad, nuestro país está en un momento de transición, pasando del Plan

Hidrológico Nacional, aprobado en 2001, al actualmente en vigor Programa A.G.U.A.,

aprobado en 2005 y que modifica bastantes aspectos del anterior.

Nos decidamos por un modelo u otro, lo que si es cierto es que la discusión sobre ellos

se ha focalizado en los trasvases y la desalación, que son tan sólo parte de las medidas que

habría que contemplar en una planificación hidrológica integrada. Veamos otras:

Fig.15. Cuencas hidrográficas

(Ed. Santillana)

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Depto. Biología-Geología. IES Ceutí.

90

1. A nivel general:

Reducción del consumo agrícola mediante:

• cambios en los sistemas de riego. (goteo)

• reutilización agua residual para riego. (depuradora Ceutí)

• mejorar prácticas gestión agrícola. (regantes de Mula)

Reducción del consumo urbano:

• Uso instalaciones de bajo consumo y educación consumidores.

(actuaciones domésticas)

• Elevar los precios del agua hasta hacerlos acorde con su verdadero

coste.

• Empleo del paisajismo xerofítico. (¿es necesario el césped?)

• Reutilización de aguas residuales domésticas en usos menos

exigentes.

• Educación ambiental.

2. De carácter técnico:

Embalses

Trasvases

Actuaciones sobre los cursos de los ríos.

Desalación aguas marinas.

Control en la explotación de acuíferos.

3. De carácter político:

Aquí se incluiría toda la legislación nacional e internacional que regula el

consumo de agua y su gestión. En el caso de España, hemos de atenernos a

la Directiva marco del agua de la Unión Europea y a los compromisos

internacionales que tenemos contraídos. (III Foro Mundial del Agua, Japón

2003)

4.7. La gestión del agua en las regiones mediterráneas: trasvases y desalinización. En nuestro país, por sus peculiares características climáticas (España húmeda y

España seca), por su particular distribución de la población (arco mediterráneo

superpoblado, centro peninsular en progresivo despoblamiento), y por la estructura

económica actual (agricultura y turismo desarrollados en regiones áridas) tenemos una clara

asimetría entre aquellas regiones donde el recurso agua es abundante, y aquellas en las

que el déficit es cada vez mayor. El P.H.N. aprobado en 2001 pretendía solucionar el

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Ciencias de la Tierra y Medioambientales

91

problema, aparte de otras muchas medidas, mediante la puesta en marcha de varios

trasvases de agua desde cuencas que se definían como excedentarias, hasta cuencas

netamente deficitarias. Uno de esos trasvases era el polémico Ebro-Segura.

El actual gobierno derogó el trasvase del Ebro contemplado en ese PHN y lo

sustituyó por el Programa A.G.U.A, actualmente en vigor desde su aprobación en 2004, que

hace mayor hincapié en la necesidad de reutilizar los caudales disponibles y apuesta por la

desalación de agua marina como principal baza para solucionar los déficits comentados.

Dejando un poco de lado la discusión política, que ha calentado en exceso el

debate, nosotros necesitamos conocer las ventajas e inconvenientes de trasvases y

desaladoras para poder hacernos una idea clara de su idoneidad:

1. TRASVASE: conexión entre cuencas hidrográficas diferentes que lleva volúmenes

de agua marcados por ley desde la excedentaria a la deficitaria.

Ventajas:

• lleva el recurso a la cuenca en la que se genera la demanda en las

cantidades que se hayan predeterminado.

• Según quién lo considere, su coste puede ser menor que el de la

desalación.

Inconvenientes:

• Necesita de la construcción de grandes infraestructuras (embalses

de regulación, canales de transporte, estaciones impulsoras, etc.)

• Impacto ambiental enorme: mezcla de aguas de diferentes cuencas

y posible colonización de especies invasoras, construcción de las

infraestructuras, paso de los canales por espacios naturales,

alteración de espacios como el Delta del Ebro de gran interés

natural, etc.)

• Elevado consumo energético para impulsar las aguas de una

cuenca a otra.

• Genera en las cuencas receptoras enormes expectativas de

disponibilidad de agua, lo que lleva sistemáticamente a elevar en

poco tiempo el consumo. Aparecen con ello nuevas necesidades

insatisfechas de agua.

• Con los problemas de sequía, previsiblemente incrementados por el

cambio climático, no habría en las cuencas cedentes agua para

trasvasar. (La ley de explotación del trasvase marca un mínimo de

reservas por debajo de las cuales no es posible efectuar ningún tipo

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Depto. Biología-Geología. IES Ceutí.

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de trasvase).

2. DESALACIÓN: proceso de extracción de sales a aguas marinas o salobres

(preferible estas últimas) para obtener agua dulce. El método más empleado es la

ósmosis inversa, que consiste en hacer pasar el agua contra gradiente por una

membrana semipermeable con un considerable gasto energético.

Ventajas:

• Genera los caudales necesarios (según el diseño de la planta)

dentro de la propia cuenca hidrográfica.

• No necesita grandes infraestructuras que atraviesen largas

distancias.

• No tiene la componente de incertidumbre de los trasvases en los

momentos de sequía: recurso constante.

Inconvenientes:

• Elevado consumo energético (minimizado si se emplean fuentes

renovables).

• Tiempo de vida de las membranas empleadas (cada vez mayor

como consecuencia de los avances en el diseño)

• Devolución de las salmueras generadas al mar con el posible

impacto sobre los ecosistemas marinos (los emisarios se hacen a

bastante distancia de la costa y diluyen bastante la salmuera, lo que

minimiza los impactos sobre las praderas de Posidonia).

Fig.16. Proceso de desalación por ósmosis inversa

Page 23: TEMA 4.- LOS SISTEMAS FLUIDOS EXTERNOS: HIDROSFERA Y

Ciencias de la Tierra y Medioambientales

93

Fig.17. Esquema de la Planta desaladora de S. Pedro del Pinatar.

5.- CONTAMINACIÓN DE LAS AGUAS. Existe contaminación del agua cuando se incorporan a su masa algunas

substancias, formas de energía o elementos ajenos a su composición natural, de forma que

se restringen sus posibilidades de uso.

La fragilidad del medio acuático deriva precisamente de las propias características

del agua. Su elevado poder disolvente y su circulación la convierten en el medio ideal para

la evacuación de materiales. Las aguas continentales son los colectores; bien por causas

naturales (erosión, disolución de materiales de la corteza), bien antrópicas (vertidos,

prácticas agrícolas, etc.), de multitud de sustancias. Algunas de ellas se degradan en el

propio medio acuático, pero otras son transportadas hasta la desembocadura sin sufrir

cambios sustanciales en su composición. De este modo, el mar, y en menor medida lagos o

embalses, se convierten en depósitos de contaminantes de naturaleza diversa.

Todo esto significa una interferencia en el ciclo hidrológico, intervención que no es

en sí misma criticable, puesto que significa sólo el aprovechamiento de un recurso

imprescindible para el desarrollo de los seres vivos. Los problemas surgen cuando se altera

el equilibrio en que se mantiene el medio acuático, sobrepasando los límites de tolerancia

del sistema.

Las masas acuáticas poseen una marcada capacidad de autodepuración, al

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albergar en su seno, tanto un gran número de microorganismos capaces de degradar el

exceso de materia orgánica que es vertida al cauce; como a numerosos productores

primarios que utilizarán cualquier exceso de nutrientes inorgánicos que se produzca. No

obstante, el exceso de vertidos orgánicos o los vertidos no biodegradables, pueden superar

esta capacidad de autodepuración, provocando efectos indeseables en los ecosistemas

acuáticos.

5.1. Origen y tipos de contaminación. La degradación del medio acuático corre paralela al proceso de desarrollo

económico y al aumento de la población urbana. Desde el impacto casi nulo de las

sociedades preindustriales, hasta los niveles actuales de degradación de los países

desarrollados hay un salto cualitativo y cuantitativo enorme, basado fundamentalmente en

el empleo de productos muy agresivos para el medio.

Según su naturaleza, los contaminantes pueden clasificarse en físicos, químicos o

biológicos:

5.1.1.- Contaminantes físicos

Los principales parámetros físicos que provocan la contaminación del agua son:

Temperatura: la temperatura es un factor fundamental a tres niveles diferentes.

Interviene en la cantidad de oxígeno que puede permanecer disuelto en la masa de

agua, lo que, a su vez, repercute en las condiciones de vida de los seres que lo

necesitan para su respiración. Afecta a los procesos metabólicos a nivel celular y en

consecuencia a la velocidad de determinadas reacciones bioquímicas. Y, en tercer

lugar, condiciona la supervivencia de numerosas especies supeditadas a ciertos

umbrales térmicos para su desarrollo.

La acción humana puede elevar la temperatura de las masas de agua (vertido de

aguas que han pasado por circuitos de refrigeración industriales o de centrales

nucleares) o provocar su descenso (vertido de aguas profundas de los embalses),

dando lugar, en ambos casos, a impactos más o menos graves sobre la biota de los

sistemas acuáticos.

Radiactividad: existe una radiactividad de origen natural en las aguas, pero se

mantiene en unos límites inocuos para la salud humana o de la flora y fauna

acuáticas, por lo que no puede considerarse como elemento de contaminación. Pero

desde el inicio de la tecnología nuclear, esta radiactividad ha experimentado un

cierto incremento a través de la presencia de partículas radiactivas procedentes de

escapes a la atmósfera o de los circuitos de refrigeración de las centrales nucleares.

Partículas en suspensión: estas partículas son también contaminantes de tipo

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Ciencias de la Tierra y Medioambientales

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físico, pudiendo tener un origen, y por tanto un tamaño y una composición, muy

variables. Entre las partículas inorgánicas podemos tener lodos, arenas o gravas,

procedentes en su mayoría de la acción geológica de la corriente. Entre las

orgánicas, el curso de agua incorpora de forma natural fragmentos animales y

vegetales, ramitas, hojas, cadáveres de insectos u otros animales, etc. Además,

pueden incorporarse a la masa acuática otras materias no solubles, de diverso

origen y naturaleza, cuyos indicadores serán la turbidez, el color, el sabor, la

formación de espumas, etc.

5.1.2.- Contaminantes químicos

La contaminación química es provocada por la adición de sustancias de la más

diversa composición, que en su conjunto alteran las propiedades que debe tener el agua

para el uso a que esté destinada. Los contaminantes químicos más importantes son:

Variaciones del pH: dentro de ciertos límites, las variaciones pueden ser niveladas

de nuevo por los procesos biológicos que se llevan a cabo dentro del caudal o por

los aportes de sales procedentes de la disolución del sustrato por el que circula la

corriente.

Cloruros: pueden deberse a causas naturales, pero un contenido anormalmente alto

indica un vertido industrial o doméstico, o la intrusión marina cuando se trata de

pozos sobreexplotados en áreas costeras. Valores superiores a 50 mg/l señalan el

umbral de contaminación.

Sulfatos: el contenido depende esencialmente de las características del sustrato. La

OMS establece como máximo deseable un nivel de 200 mg/l

Fosfatos: niveles altos indican el uso de detergentes domésticos e industriales y de

abonos que lo incorporan en su composición. Estos altos niveles pueden provocar la

eutrofización de las aguas que estudiaremos más adelante. Por encima de 0,31 mg/l

el agua no es potable según la directiva de la CEE.

Oxígeno disuelto: en corrientes no contaminadas los valores de oxígeno se

encuentran próximos a la saturación (recordad que depende de la temperatura).

Valores por debajo del 50% del valor de saturación suponen el límite para la vida de

muchos peces (salmónidos y ciprínidos principalmente).

Compuestos nitrogenados: de forma natural aparecen en el agua como resultado

de la descomposición bacteriana de los restos animales y vegetales incorporados al

caudal. La utilización de abonos nitrogenados hace que suban los niveles de

compuestos nitrogenados en las aguas continentales, lo que ayuda, junto al

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incremento de la concentración de fosfatos ya citada, a la eutrofización.

Metales: trazas de metales pesados en el agua suelen indicar residuos de la

actividad industrial. Elementos como el arsénico, cadmio, cobre, hierro, níquel,

plomo, mercurio, cromo o zinc, entre otros, son potencialmente peligrosos para la

salud humana, por lo que se hallan sometidos a estrictos controles.

Pesticidas: proceden de las actividades agrarias y dentro de ellos consideramos

insecticidas (DDT, piretrinas, lindano), herbicidas (cianamida cálcica, carbamidas) y

fungicidas (tiocarbamatos).

Petróleo y otros combustibles: proceden de vertidos en las labores de limpieza de

los buques petroleros o de accidentes. También pueden aparecer en las aguas de

forma natural por filtraciones.

5.1.3.- Contaminantes biológicos

Los principales son:

Materia orgánica: en este apartado podemos considerar las aguas residuales

urbanas o los vertidos de hidrocarburos que dan lugar a las mareas negras, un

problema que va en aumento y que analizaremos en detalle más adelante.

Microorganismos: proliferan en la masa acuática pero, mientras que unos son

beneficiosos al contribuir a la potabilización del agua por la descomposición de los

restos orgánicos, otros son patógenos como los coliformes o los estreptococos, muy

usuales en aguas con restos fecales. Los valores máximos recomendados por la

CEE para aguas potables son de 10.000 unidades/100 ml para los estreptococos y

de 20.000 para los colis fecales.

Introducción de especies ajenas a los ecosistemas: caso del cangrejo de río

americano que ha diezmado las poblaciones de cangrejos autóctonas al entrar en

competencia con ellas.

5.2.- Origen de los contaminantes

La contaminación de las aguas tiene dos orígenes con características e importancia

bien diferentes:

• Natural: caracterizada por ser puntual y episódica, es decir, afecta a zonas muy

localizadas y durante períodos breves.

• Antrópica: mucho más persistente en el tiempo (una fábrica que contamina hoy no

deja de hacerlo mañana), más intensa en sus manifestaciones y, en muchos casos,

más peligrosa para los organismos según la naturaleza o composición de los

productos contaminantes.

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Ciencias de la Tierra y Medioambientales

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5.2.1.- Contaminación de origen natural

Teniendo en cuenta que toda el agua superficial y subterránea procede de la

condensación del agua atmosférica, los agentes que contaminan el aire pueden actuar

asimismo contaminando las aguas de precipitación. De modo que el origen primero de la

contaminación acuática se sitúa en el arrastre de gases o partículas sólidas presentes en la

atmósfera por parte de las gotas de lluvia. De estas partículas, las más abundantes son

productos de la erosión eólica (nubes de polvo), polen, esporas, restos de organismos, a los

que se suman productos originados por las actividades humanas.

Como ejemplo de este tipo de contaminación podemos recordar las "lluvias de barro"

tan frecuentes en nuestra zona, formadas a partir de polvo sahariano traído hasta nuestras

latitudes por los flujos de la alta troposfera y descargado después con las precipitaciones.

La otra fuente natural de incorporación de sustancias a las aguas superficiales es la

propia labor erosiva del caudal. La topografía, la naturaleza de los suelos, el clima, la

vegetación o las características físicas de la cuenca de drenaje determinarán que esta

incorporación de partículas en disolución o suspensión sea mayor o menor.

5.2.2.- Contaminación de origen antrópico

Los subproductos originados por las actividades humanas son la fuente principal de

contaminación de las aguas, tanto continentales como marinas. Entre las causas inmediatas

de contaminación tenemos:

Vertidos de aguas residuales urbanas.

Vertidos industriales: peligrosos por la variedad de productos que maneja la actual

industria y por ser muchos de ellos de síntesis humana lo que hace que los

ecosistemas no estén preparados para su degradación.

Vertederos: cuando la impermeabilización del vertedero no es total, los lixiviados

pueden afectar a las aguas tanto superficiales como subterráneas.

Productos agrícolas o ganaderos: abonos, fertilizantes y productos fitosanitarios son

incorporados al suelo y arrastrados por las aguas de escorrentía, irán a parar a los

caudales permanentes de agua o a las aguas subterráneas por infiltración. Algo

similar ocurre con los desechos de la ganaderia (purines) con altos contenidos en

nitrógeno.

Fugas en conducciones y depósitos (ej: oleoductos, superpetroleros, etc...)

(A todo esto habría que añadir los vertidos a la atmósfera causantes finalmente de la lluvia

ácida o de la incorporación de otros contaminantes a las masas de agua).

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6. PROBLEMAS ASOCIADOS A LA CONTAMINACIÓN HÍDRICA Los principales efectos de la contaminación de los cursos de agua se pueden

resumir en:

Destrucción de los limitados recursos hídricos.

Disminución de la calidad del agua para el abastecimiento de la población, riego o

industria.

Supresión del poder autodepurador de los cauces receptores con la destrucción de

su flora y fauna.

Afección a los asentamientos urbanos e industriales, actividades de pesca, deportes

o esparcimiento.

Peligro potencial para la salud pública, con influencia directa en la economía.

Exigencia de un control riguroso y un tratamiento adecuado para la reutilización del

agua contaminada.

6.1. Efectos de la contaminación de las aguas sobre la salud humana El agua, una supuesta fuente de vida, mata al menos 25 millones de personas cada

año en las naciones en vías de desarrollo, de las cuales tres quintas partes son niños. Más

de la mitad de las grandes enfermedades actuales del mundo dependen del agua para su

transmisión.

De una u otra manera el agua está implicada en la transmisión del tracoma (500

millones de afectados), la malaria (350 millones), la elefantiasis (250 millones), además del

tifus, el cólera, la hepatitis infecciosa, la lepra, la fiebre amarilla y, probablemente la más

importante de todas, la diarrea. Cada hora, más de 500 niños mueren de enfermedades

diarreicas.

La década de los 80 fue testigo de esfuerzos sin precedentes, que consiguieron

llevar agua potable y en condiciones sanitarias a muchos cientos de millones de personas.

Sin embargo, todavía existen unos 1200 millones de personas en el Tercer Mundo que no

tienen acceso al suministro de agua en condiciones higiénicas y 1470 millones sin servicios

sanitarios apropiados. Esto representa un 31% sin agua y un 43% sin servicios sanitarios.

En términos prácticos, la falta de agua potable significa la carencia de abastecimiento en un

radio de varios centenares de metros; la falta de medidas sanitarias supone la falta de

letrinas o zanjas, y por supuesto, de alcantarillado. Así, los estanques y ríos son las

principales fuentes de agua para beber y también hacen las veces de retretes improvisados.

La expansión demográfica de la población en amplias zonas del planeta, supuso un

freno a los logros en materia de abastecimiento de agua y de instalaciones sanitarias que

quedó contrarrestado por el crecimiento de la población. Como contrapartida, en los países

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Ciencias de la Tierra y Medioambientales

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desarrollados, el 98% de los ciudadanos tiene acceso directo al agua corriente en la

cantidad que deseen.

Tabla 7. El papel del agua en la transmisión de enfermedades 6.2. La contaminación de los lagos: Eutrofización. El problema más grave que sufren los lagos se manifiesta a través de la

EUTROFIZACIÓN. Este término significa "bien alimentado" y hace referencia al incremento

de la cantidad de biomasa en las aguas como resultado del incremento artificial de los

nutrientes puestos a disposición de los seres vivos.

La evolución más "normal" de los lagos tiende a llevarlos de la oligotrofia (lagos de

aguas transparentes y poco productivos) a la eutrofia (aguas verdosas muy productivas). El

proceso natural consistiría en la progresiva colmatación del lago, que se va llenando de

sedimentos y materiales disueltos que aportan las aguas de escorrentía de la cuenca, a la

vez que disminuye el volumen de aguas embalsadas. La dinámica del ecosistema lacustre

vendrá marcada por esta lenta evolución.

Esta evolución puede verse alterada por el establecimiento de comunidades

humanas en la cuenca. Los aportes antrópicos de nutrientes, principalmente nitratos y

fosfatos, incrementarán la velocidad del proceso de eutrofización, provocando una

respuesta en el lago que podemos esquematizar de la siguiente manera:

Incremento de los nutrientes por aportes de fosfatos (uso de detergentes) y nitratos

(abonos).

1. Proliferación excesiva del fitoplancton, que crece a expensas de estos aportes. El

agua comienza a ponerse turbia y verdosa. La fotosíntesis es tan activa en las capas

superficiales del lago que se produce una sobresaturación de oxígeno, el exceso

escapa a la atmósfera.

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2. La nueva biomasa se incorpora al ciclo del lago y se transporta al hipolimnion donde

debe mineralizarse (oxidarse). Pero no hay oxígeno suficiente para ello dado que

parte escapó a la atmósfera (mientras el epilimnion es rico en oxígeno, el

hipolimnion es deficitario). Los seres vivos de esta zona serán los primeros que

sufran los efectos de la eutrofización, muchos de ellos no sobrevivirán y serán

sustituidos por otras especies más resistentes a las nuevas condiciones creadas.

3. Como consecuencia no toda la materia orgánica se oxida, sino que una parte se

sedimenta en el fondo. (Los sedimentos antes de colores claros, se tornan casi

negros).

4. Ahora entran en juego organismos capaces de degradar la materia orgánica del

sedimento en ausencia de oxígeno. Se reducen los nitratos a nitrógeno que se

perderá hacia la atmósfera; y los sulfatos a sulfhídrico lo que provocará malos olores

de la masa de agua.

5. Si la producción (síntesis de nueva biomasa) es suficientemente intensa el agua se

vuelve alcalina al ser retirado CO2 y bicarbonato del agua. Al subir el pH los fosfatos

precipitan en forma inorgánica en el sedimento.

Como podéis ver, la eutrofización no es sino la respuesta de los ecosistemas

lacustres a las tensiones provocadas por el hombre. Esta respuesta pasa por eliminar el

exceso de nutrientes, unos en el sedimento (materia orgánica, fosfatos) y otros en la

atmósfera (nitrógeno, oxígeno), creando bucles de circulación de materia al margen del ciclo

de materia principal.

6.3. Contaminación fluvial. En el caso de los ríos, la circulación del agua y las mezclas por turbulencia a lo largo

del perfil, hacen que los ciclos sean sustancialmente diferentes. Las modificaciones debidas

a la civilización consisten preferentemente en la CONTAMINACIÓN por introducción directa

de materiales en el río. Si los vertidos son de materia orgánica, los microorganismos

encargados de degradar esta materia consumirán todo el oxígeno de la zona aguas abajo

del afluente, lo que llevará a la desaparición de aquellos seres que necesiten oxígeno para

vivir.

A partir del punto en que se descargan aguas residuales cargadas de materia

orgánica al río se pueden establecer diversas zonas con pobladores y características muy

diferentes:

zona de los polisaprobios: es la zona cuyas características hemos indicado más

arriba. Al estar cerca del vertido hay gran cantidad de materia orgánica en

putrefacción, no hay apenas oxígeno disuelto en el agua y muy pocos organismos

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Ciencias de la Tierra y Medioambientales

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son capaces de vivir en estas condiciones.

Fig.18. Secuencia de poblaciones en un río contaminado. (Ed. Almadraba)

zona de los mesosaprobios: conforme nos vamos alejando del vertido aparece

menor cantidad de materia orgánica (ya oxidada en la zona anterior) y el cauce

comienza a ser invadido por organismos como las cianofíceas o ciertas algas verdes

(Cladophora). Algunos animales ya soportan las condiciones de esta zona.

zona de los oligosaprobios: si no ha habido nuevos vertidos, la fijación de los

elementos nutritivos por los organismos del propio cauce y la oxigenación acaban

por devolver al río sus características iniciales o casi. En esta zona truchas,

cangrejos de río y larvas de diferentes insectos nos indicarán que la contaminación

ha desaparecido prácticamente.

Si la contaminación consiste, además de los residuos domésticos, en desechos

industriales, especialmente de la industria química y del papel, la interferencia de átomos y

compuestos que no son habituales en los ecosistemas puede inactivar los mecanismos

biológicos de autodepuración, creando una situación mucho más grave.

6.4. Contaminación de las aguas subterráneas. El agua de los acuíferos reúne en general buenas características de potabilidad,

debido a la acción depuradora que ejerce el suelo a través del que se filtra. Pero existen

productos que resisten la acción microbiana del suelo (por ejemplo los organoclorados) y

alcanzan las aguas subterráneas contaminándolas. Una característica importante a la hora

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102

de evaluar esta contaminación de las aguas es la dificultad de su detección. En la tabla que

aparece a continuación pueden verse algunas de las diferencias fundamentales entre la

contaminación de sistemas subterráneos y superficiales.

AGUAS SUPERFICIALES AGUAS SUBTERRÁNEAS

Muy vulnerables por su accesibilidad. Poco vulnerables por la acción filtrante del suelo.

Mala calidad química en general. Buena calidad química.

Fácil detección de la contaminación. Detección dificultosa.

Gran poder autodepurativo por la abundancia de oxígeno disuelto y de microorganismos.

Menor poder de autodepuración al ser muy bajo el contenido en oxígeno disuelto y escasos los microorganismos.

La corriente ayuda a la autodepuración. Flujo muy lento.

Al cesar la emisión desaparece la contaminación en un tiempo breve.

Larga permanencia de la contaminación a partir del cese de las emisiones.

Depuración más sencilla y barata. Costosa y con grandes problemas legales.

Tabla 8. Diferencias entre las aguas superficiales y las subterráneas en relación con la contaminación

Uno de los problemas más graves en relación con las aguas subterráneas es el de la

SALINIZACIÓN. Algunos autores no lo consideran como contaminación al tratarse de un

proceso natural, pero lo cierto es que afecta a las posibilidades de uso del agua (basta un

2% de agua marina en un acuífero para situarlo al borde de la potabilidad y afectar

seriamente a sus usos agrícola o industrial). El problema de la salinización consiste

básicamente en la entrada de agua cargada de sales de procedencia marina en los

acuíferos costeros, como resultado de la bajada del nivel de saturación.

Diversos factores confluyen para agravar el problema: elevada densidad de

población costera con alta demanda de agua; presencia de turismo e incremento estacional

de dicha demanda; regadíos en áreas cercanas a la costa; zonas industriales. Si a este

panorama añadimos precipitaciones y recursos superficiales escasos, el problema se hace

evidente: se hace necesario recurrir a las extracciones de los acuíferos, lo que comporta, a

medida que disminuyen las aportaciones al acuífero, la intrusión de agua marina en la zona

de contacto.

La intrusión marina es un grave problema en numerosas áreas litorales del planeta:

California, Japón, Europa occidental, la fachada mediterránea de la Península Ibérica, etc.

Sólo la reducción de las explotaciones abusivas, con lo que el acuífero puede

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Ciencias de la Tierra y Medioambientales

103

recobrar progresivamente el equilibrio, puede solucionar el problema. Para ello habrá que

arbitrar medidas que pasan por la regulación de caudales o los trasvases de otras cuencas.

Fig.19. A, salinización de los acuíferos costeros (Ed. Prentice Hill)

B, contaminación por nitratos y sales (Ed. Almadraba)

Otros graves problemas de las aguas subterráneas derivan de su contaminación, en

ocasiones por los productos utilizados en las instalaciones agropecuarias (nitratos y fosfatos

presentes en los abonos y fertilizantes), por escapes de diversos tipos de instalaciones

(vertederos, conducciones, etc.) o por los materiales derramados de las fosas sépticas.

Fig.20. Fuentes de contaminación de las aguas subterráneas. (Ed. Editex)

6.5. Contaminación de los océanos: Mareas negras. Los océanos, en virtud de su gran masa, tienen una gran capacidad de

autodepuración. Pero el problema reside en que el mar es el colector natural de las

corrientes hídricas superficiales y no pocas subterráneas, por lo que es el lugar último

Page 34: TEMA 4.- LOS SISTEMAS FLUIDOS EXTERNOS: HIDROSFERA Y

Depto. Biología-Geología. IES Ceutí.

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donde van a parar los contaminantes arrastrados por estos sistemas. Por otro lado, también

recibe sustancias contaminantes a través del aire merced a las lluvias y, por supuesto, está

expuesto a contaminación generada en el propio espacio marítimo. Todo esto puede llevar,

a muy largo plazo todavía a superar la capacidad de autodepuración.

De cualquier modo, aunque no podemos decir que el océano está contaminado, si

podemos decir que existen áreas sometidas a fuertes presiones. Los mayores niveles de

contaminación afectan en primer lugar a mares cerrados y densamente poblados

(Mediterráneo, Báltico, Rojo). Además los contaminantes, procedentes en su mayoría del

continente, van a parar preferentemente a las plataformas continentales, precisamente los

lugares más productivos del océano y donde se llevan a cabo la mayor parte de las

actividades de explotación económica.

Además de los contaminantes procedentes de tierra firme, el espacio marítimo sufre

los efectos de la contaminación generada en su interior. Uno de los impactos más graves

proviene del tráfico de productos petrolíferos. El Mediterráneo es un área especialmente

sensible ante este problema, dado que se encuentra entre la principal zona productora del

mundo (Oriente medio) y dos de las principales regiones consumidoras (Europa occidental y

América del norte). Este mar soporta el 20% del tráfico petrolero mundial, que provoca

problemas medioambientales centrados en el deslastrado voluntario en alta mar, en las

operaciones habituales de limpieza de los tanques, y en los accidentes de los

superpetroleros que surcan sus aguas (la media anual es de 12 o 13 desastres).

Fig. 21. Vertidos de petróleo al océano. (Ed. Ecir)

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Ciencias de la Tierra y Medioambientales

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Estos accidentes petroleros dan lugar al fenómeno conocido como MAREA NEGRA.

Los efectos de estas mezclas de hidrocarburos presentan el agravante de su difícil

eliminación debido a su propia naturaleza, por lo que el deterioro que causan es

considerable.

Además, la difusión de los contaminantes depende de numerosos factores, entre los

cuales podemos destacar la morfología de la costa y la propia dinámica marina de la zona.

En mares con mareas fuertes, oleaje frecuente e intenso y corrientes permanentes, la

dispersión de los contaminantes se realiza en buenas condiciones y la contaminación afecta

sólo a espacios inmediatos al punto de emisión. En mares cerrados o de poco fondo, con

movimientos reducidos de la masa de agua, se alcanzan mayores concentraciones de los

contaminantes.

7. LA CONTAMINACIÓN DEL AGUA EN LA REGIÓN DE MURCIA. Entre los problemas que afectan a las masas de agua de nuestra comunidad

podemos citar:

1. La sobreexplotación de los acuíferos: El sureste español (donde se incluye la

Comunidad de Murcia) es la región en la que existe el mayor grado de explotación

masiva de aguas subterráneas de Europa, lo que acarrea un grave problema de

sobreexplotación de acuíferos y desertificación. Ello acarrea una serie de efectos

negativos directos e indirectos.

Directos:

- Descenso de niveles piezométricos

- Subsidencia en el terreno

- Abandono de pozos

- Deterioro de la calidad del agua en acuíferos costeros (intrusión marina)

- Afección o secado de zonas húmedas (manantiales y lagunas)

- Disminución de las reservas hídricas subterráneas

- Problemas legales por afección a terceros y problemas sociales y políticos

Indirectos:

- Problemas en redes de abastecimiento y saneamiento

- Roturas de vías de comunicación

- Salinización de suelos

- Avance de la desertización

- Colapsos en áreas kársticas

- Modificación de la flora y fauna

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Depto. Biología-Geología. IES Ceutí.

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- Desaparición o deterioro del patrimonio paisajístico, hidrológico e hidrogeológico,

etc.

Los pozos de la Región de Murcia vienen sufriendo los efectos de la explotación

intensiva desde la década de los años setenta del pasado siglo. La sobreexplotación de los

acuíferos en la cuenca del río Segura se puede estimar que se sitúe por encima de 400

Hm3. Cuantitativamente las mayores sobreexplotaciones se registran en:

- Valle del Guadalentín

- NE de la provincia (Fortuna, Abanilla, Jumilla, Yecla)

- Mazarrón.

Otros acuíferos sobreexplotados, con contaminación por nitratos, salinización y/o

intrusión marina los tenemos en: Águilas, Aledo, Cieza-Jumilla (Ascoy-Sopalmo), Campo de

Cartagena, Cingla (Jumilla), Abanilla (Quibas), Mula (Santa-Yéchar), Sierra Espuña,

Triásico de Carrascoy, Triásico de las Victorias (Fuente Álamo), Vega media del Segura.

A su vez, la sobreexplotación debe sumarse a la contaminación de las aguas

subterráneas por nitratos procedentes, sobre todo, de las labores agrarias.

2. La contaminación puntual de las aguas superficiales por materia orgánica: que

puede proceder, tanto de residuos urbanos mal depurados, como de industrias

agroalimentarias o explotaciones agropecuarias. Existe una contaminación por

superación de la capacidad de las actuales depuradoras debido al incremento de la

población. Este problema se da en todas las áreas donde se plantean importantes

desarrollos urbanísticos y en las grandes ciudades (Alcantarilla, Murcia, Alhama,

Lorca y La Manga). Otro lugar con unos índices de calidad del agua menores a 25

(muy deficientes), agravados por falta de los caudales ecológicos mínimos y la

acumulación de contaminantes en los sedimentos, es la zona baja del río

Guadalentín, cerca de su encuentro con el Segura.

3. La contaminación del agua por vertidos tóxicos y metales pesados: Hay zonas

puntuales de vertidos tóxicos y peligrosos, como el que se realiza en algunas ramblas,

como la de San Roque, que desemboca al azud de Ojós, por empresas ubicadas en

el polígono industrial de Blanca. El agua del azud se utiliza para el abastecimiento

urbano de Alicante y de algunas zonas de la ciudad de Murcia. No obstante, hay que

comentar que dicha agua se potabiliza, aunque no al 100%. También muy peligrosos

son los metales pesados, sumamente tóxicos debido al proceso de bioacumulación

que presentan.

Según la normativa vigente los límites de vertidos deben ser establecidos por los

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Ciencias de la Tierra y Medioambientales

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Organismos de Cuenca. Además el Real Decreto de Dominio Público Hidráulico

(R.D.D.P.H.), establece unos límites máximos para determinadas sustancias que en ningún

caso deben ser superadas. La Confederación Hidrográfica del Segura en cumplimiento de

sus competencias estableció los límites máximos para los vertidos a cauces públicos en

toda la cuenca del Segura según grupos de calidad, que en el caso de la Vega Baja se

corresponde con el grupo de calidad III. Estos límites son más restrictivos que los

establecidos por el R.D.D.P.H. a excepción de los nitratos.

Un Informe realizado por el Laboratorio Químico-Microbiológico, S. A. sobre unas

muestras tomadas en el cauce seco del río Segura en diciembre de 2.000 ponen de

manifiesto que en las zonas de muestreo (ver tabla 9) las concentraciones de determinados

metales pesado excede a los valores mínimos permitidos.

Se han realizado análisis de sedimentos del Río Segura en tres puntos del municipio de

Murcia:

Punto 1: Cauce del Río Segura Murcia Capital, altura del mercado de Verónicas.

Punto 2: En Zarandona próximo al aliviadero.

Punto 3: Canal del Reguerón en la pedanía de Sangonera la Verde.

Metales Valores límite Muestra: Murcia Muestra: Zarandona Muestra Reguerón

Cadmio 0,2 mg/l <0,05 mg/kg. 0,16 mg/kg. <0,05 mg/kg.

Cromo 0,2 mg/l 7,47 mg/kg. 53,98 mg/kg. 123,3 mg/kg.

Plomo 0,2 mg/l 8,25 mg/kg. 203,0 mg/kg. 10,39 mg/kg.

Mercurio 0,05 mg/l 0,18 mg/kg. 1,41 mg/kg. 0,19 mg/kg.

Selenio 0,03 mg/l 0,82 mg/kg. 0,88 mg/kg. 0,58 mg/kg.

Tabla 9. Contaminación del Segura por metales pesados.

De los análisis de agua realizados se desprende que todos ellos (excepto cadmio)

se encuentran muy por encima de los valores legales permitidos. Estos metales pesados

que están presentes en los sedimentos, pueden ser arrastrados con facilidad, sobre todo

cuando hay aumentos puntuales del caudal por efecto de lluvias torrenciales, pasando a

través de las diversas canalizaciones en terrenos cultivables de los márgenes del río.

Podríamos, por tanto, concluir que los contenidos en cromo y plomo de los

sedimentos que pueden ser arrastrados a zonas cultivables de las riberas del Segura, son

extremadamente elevados y potencialmente peligrosos por los arrastres en el río y acequias

que pueden llevarlos hasta zonas de huerta, pudiendo transferirse lentamente a cultivos por

el riego o por las aguas de lluvia. La utilización de esta agua para riego produce la erosión y

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Depto. Biología-Geología. IES Ceutí.

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el agotamiento de suelos lo que ocasiona una disminución de la superficie agrícola.

En los procesos industriales se utilizan mucho las sales de cromo, y pueden pasar al

agua a través de los desechos industriales, como es el caso de las industrias de curtido

procedentes de la zona de Lorca. En las muestras analizadas aparecen subidas muy

pronunciadas, marcando valores alarmantes en la muestra tomada en el Reguerón.

4. Eutrofización del Mar Menor: los fertilizantes utilizados en las áreas agrícolas del

campo de Cartagena llegan a la laguna merced a las escorrentías provocadas por las

lluvias torrenciales características de nuestra zona. A partir de ahí se desencadena un

proceso similar al que hemos estudiado anteriormente para los lagos.

En la desembocadura de la Rambla del Albujón, poco antes de la entrada a la población

de Los Alcázares, se vierten, junto con La Ribera, la mayor parte de las cerca de 2.700

toneladas de nitrógeno que cada año recibe el Mar Menor, lo que supone un considerable

aumento de los recursos tróficos disponibles en la laguna.

Estudios realizados recientemente confirman que el incremento previsto en el desarrollo

urbano y agrícola duplicaría los vertidos de nitrógeno al Mar Menor en esta década (unas

6000 Tm/año), lo que llevaría a la aceleración del proceso de eutrofización.

Por otro lado, parece haber una relación directa entre los vertidos derivados del

incremento de los regadíos a partir del Trasvase Tajo-Segura y el espectacular crecimiento

de las medusas. Ello, aún siendo muy negativo para el turismo, tiene una vertiente positiva,

como es la disminución de los compuestos nitrogenados en dichas aguas.

Los Planes de Saneamiento del Mar Menor y de Reutilización Parcial de los Drenajes

Agrícolas desarrollados por la Comunidad Autónoma están en vía de solucionar el

problema.

8.- TRATAMIENTO Y DEPURACIÓN DE LAS AGUAS. La metodología a usar para eliminar los residuos que contenga el agua depende, en

primer lugar, de la procedencia de ésta y, en segundo lugar, del destino del agua.

8.1. Potabilización El agua recogida directamente de los caudales naturales no suele ser apta para su

consumo, debe pasar previamente por una planta potabilizadora (ETAP). El tratamiento

convencional en estas plantas consta de:

o Decantación: en cámaras de decantación se eliminan los sólidos en suspensión del

caudal, a menudo puede ser necesario un tratamiento de floculación que aglutine las

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Ciencias de la Tierra y Medioambientales

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sustancias en dispersión coloidal y facilite la posterior sedimentación.

o Filtración: usualmente realizada a través de filtros de arena.

o Desinfección: para eliminar los microorganismos patógenos se suele emplear la

cloración. A veces la ozonización o el tratamiento con rayos UVA.

8.2. Depuración Si las aguas proceden de captación subterránea la presencia de residuos suele ser

muy baja y el diseño empleado es el de la figura 22.

Fig.22. Secuencia de procesos para la depuración de aguas subterráneas. (Domenech, 1993)

Si las aguas residuales proceden de centros urbanos o industriales, el esquema de

depuración es un poco más complejo. Se distinguen cuatro procesos:

Pretratamiento: elimina mediante cribado los elementos de gran tamaño presentes

en el efluente.

Tratamiento primario: separación de los sólidos en suspensión.

Tratamiento secundario: métodos biológicos de depuración destinados a eliminar

la contaminación orgánica.

Tratamiento terciario (utilizado excepcionalmente): métodos avanzados que

proporcionan agua de alta pureza apta para el consumo humano (ósmosis inversa,

intercambio iónico, oxidación avanzada, electrodiálisis y otras técnicas sofisticadas

que quedan fuera de nuestro objeto de estudio).

Para llevar a cabo estos tratamientos, las depuradoras se diseñan teniendo en

cuenta las siguientes etapas:

Homogeneización de los residuos: es en realidad un pretratamiento que tiene por

misión evitar sobrecargas que alteren el funcionamiento de la depuradora. Esto se

consigue almacenando los efluentes y evacuándolos en pequeñas dosis.

Neutralización: necesario tanto para conseguir un efluente final neutro como para

facilitar el pH adecuado para el posterior tratamiento biológico. Las aguas ácidas se

tratan con lechada de cal o con disoluciones de hidróxidos alcalinos; mientras que

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Depto. Biología-Geología. IES Ceutí.

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las aguas alcalinas se neutralizan con la adición de ácidos sulfúrico, clorhídrico y

otros.

Eliminación de aceites y grasas: no supone, en principio, grandes problemas puesto

que flotan en la masa de agua y su separación es relativamente sencilla.

Eliminación de sólidos en suspensión: éstos se separan de la fase acuosa

atendiendo a su tamaño mediante diversos procesos. Partículas de diámetro

superior a 1 micra se eliminan por sedimentación. Aquellas entre 1 y 0,001 micra se

pueden eliminar por flotación o por coagulación.

Eliminación de metales pesados: se realiza mediante precipitación como hidróxidos,

para ello se añade cal o una disolución alcalina con el fin de aumentar el pH del

efluente. En algunos casos se usa la precipitación como carbonatos o como sulfuros.

Eliminación de compuestos orgánicos volátiles: se realiza mediante arrastre con aire

o vapor que se hace burbujear en el caudal. El gas de arrastre se pasa después por

filtros de carbón activo que retienen el contaminante.

Eliminación de compuestos orgánicos no volátiles: esta porción de materia orgánica

se elimina mediante tratamientos biológicos en los que microorganismos presentes

en la masa de agua son los responsables de la mineralización de la materia

orgánica. Para ello se usan tres tipos de estanques:

• Estanques aerobios.

• Estanques anaerobios.

• Estanques mixtos.

Otra posibilidad de depuración biológica más económica consiste en

aprovechar la capacidad autodepuradora de las plantas verdes, mediante las cuales

se pueden tratar aguas residuales que, como las urbanas, contengan un exceso de

nutrientes inorgánicos, consumiendo un mínimo de energía. Al inicio de estas

técnicas se emplearon sobre todo microalgas, pero, últimamente se están

empleando plantas vasculares cuya biomasa es fácilmente extraíble del estanque,

además evitan el crecimiento del fitoplancton, dan soporte material a las bacterias

saprófitas, favorecen la adsorción de las partículas sólidas y se adaptan a aguas

residuales de composición química variada.

A pesar de la simplicidad de funcionamiento, estos sistemas de

lagunaje no son muy prácticos puesto que el efluente que se obtiene no es de muy

buena calidad, existen problemas asociados a la emisión de malos olores y,

además, se ha de tener en cuenta la necesidad de disponer de extensos terrenos

para desarrollar este sistema.

Eliminación de compuestos tóxicos: exige tratamientos adecuados para cada tipo de

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Ciencias de la Tierra y Medioambientales

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compuesto por lo que no vamos a entrar en su complejo estudio.

Potabilización: tratamientos que eliminarán los posibles microorganismos patógenos

que han sobrevivido al proceso y que garantiza la calidad para uso humano del agua

durante el resto del trayecto hasta los hogares de los consumidores. Puede hacerse

fundamentalmente mediante ozonización o cloración.

Fig.23. Esquema de depuración de aguas residuales (Ed. Santillana)

Todavía tenemos un problema que resolver, tras el tratamiento biológico, los fangos

generados han de ser tratados, ya sea para depositarlos en un vertedero o para reutilizarlos

en otras utilidades. Primero deben secarse usando filtros de arena o por centrifugación. A

continuación se mineralizarán, bien mediante un tratamiento aerobio que los deja listos

(inertes) para su depósito; o mediante un tratamiento anaerobio en un digestor.

Desde el punto de vista energético este segundo proceso es preferible puesto que del

mismo se obtiene como subproducto un gas (biogás) que puede aprovecharse para producir

energía eléctrica.

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Depto. Biología-Geología. IES Ceutí.

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Tabla 10. Esquema depuración de aguas residuales.

9. PARÁMETROS DE CALIDAD DE LAS AGUAS. PRÁCTICAS. La calidad de las aguas se mide de acuerdo a diferentes parámetros que nos

cuantifican su grado de alteración. En España, el Índice de Calidad General de las Aguas

(ICG) incorpora 23 parámetros, de los cuales los más importantes son los siguientes:

Físicos:

• Temperatura: nos medirá la posible contaminación térmica originada por

instalaciones industriales o embalses.

• Transparencia (turbidez): que nos indica la cantidad de materia en suspensión que

arrastra la corriente.

• Caracteres organolépticos (color, olor, sabor).

• Conductividad: señala la concentración de sales inorgánicas (especialmente cloruros

y sulfatos). Como varía con la temperatura, se suele tomar 25ºC como referencia.

Químicos:

• Demanda biológica de oxígeno (DBO): Este parámetro se encuentra ligado con la

cantidad de oxígeno que se consume en las oxidaciones y con el contenido de

materia orgánica biodegradable. Nos da una idea, pues, del oxígeno consumido por

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Ciencias de la Tierra y Medioambientales

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los microorganismos en sus oxidaciones y, por tanto, del contenido de

contaminantes orgánicos biodegradables del caudal. Valores de DBO inferiores a

3mg/l hacen al agua apta para cualquier uso; por encima de 25 mg/l no es apta para

ningún uso.

• Demanda química de oxígeno (DQO): Corresponde al mismo parámetro pero, a

diferencia del anterior que se refiere a los procesos biológicos, éste se refiere a

procesos químicos. Nos da información acerca de la presencia en el cauce de

sustancias no oxidables por los microorganismos y tiene especial interés para aguas

residuales industriales.

• Oxígeno disuelto: la cantidad se expresa en % sobre la cantidad de saturación.

• Variaciones de pH:

• Dureza:

Indicadores biológicos:

• Los más importantes son los que nos ayudan a determinar el grado de

contaminación por materia orgánica de los ríos y ya los analizamos en detalle en el

punto correspondiente.