sis fluidos externos 2

8/13/2019 Sis Fluidos Externos 2

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2. Los sistemas fluidos

externos y sudinámica



La hidrosfera

Es el subsistema de la Tierra constituido por el conjunto del aguaen sus tres estados físicos: líquido (incluye aguas subterráneas,mares, océanos, lagos y otras masas de agua superficial) sólido(origina casquetes polares, glaciares, cuerpos flotantes de hielo enel mar) y gaseoso (se condensa formando las nubes) .

Esta capa acuosa constituye una cubierta dinámica, con continuosmovimientos y cambios de estado, que:

- regula el clima

- participa en el modelado del relieve

- hace posible la vida sobre la Tierra.



Estructura del aguaLa molécula de agua está formada por dos átomos de hidrógeno y

uno de oxígeno dispuestos con un ángulo de 104,5ºC.

Es un molécula eléctricamente neutra, pero los electrones de enlace sedisponen en la zona más próxima al oxígeno, lo que le da carganegativa; consecuentemente la zona más próxima a los hidrógenosposee carga positiva. Esta característica confiere a la molécula deagua un carácter dipolar , lo que permite establecer enlaces porpuente de hidrógeno (que dificulta el movimiento) con otrasmoléculas y forma una

red tridimensional.



Propiedades del aguaLa estructura del agua le va a proporcionar unas propiedades que

determinan sus funciones.

Elevado poder caloríficoEs la energía necesaria para elevar 1ºC la temperatura de 1g de

sustancia .Su valor es de 1cal/g, por lo que puede absorber mucha energía sin

variar su temperatura de forma significativa.Por ello, el agua tiene una importante función termorreguladora en losseres vivos y en las regiones costeras.

Alta tensión superficialLa cohesión entre las moléculas facilita la formación de una fina

película sobre las superficies, participando en procesos como eltransporte en sentido ascendente de la sabia bruta a través delxilema.



Elevado calor latente de vaporización y de fusión

El agua absorbe mucha energía al cambiar de estado sólido a

líquido o de líquido a gas.Esto hace que sea un buen refrigerante, ya que disminuye latemperatura de los seres vivos cuando se produceevapotranspiración.

Sin embargo, al solidificarse desprende energía (calor), razón por lacual cuando comienza a nevar hay un momento que aumenta la

temperatura.

Densidad máxima a 4ºC

El agua es una excepción porque al elevar la temperatura aumentala densidad, entre 0ºC y 4ºC, por lo que la densidad del agua líquida

es mayor que la del hielo. Esta propiedad permite que:- las masas de hielo floten y sirvan de aislante térmico enecosistemas térmicos profundos

- por gelifracción en los macizos rocosos se originen pedrizas.



Disolvente universal

La polaridad de la molécula de agua le permite introducirse entre

compuestos iónicos y no iónicos con grupos polares. Esto tiene unagran importancia biológica porque:

- las reacciones metabólicas se producen en disolución acuosa

- el agua contiene gases, iones en disolución y partículas ensuspensión que:

* la hacen conductora de la corriente eléctrica

* la variación del pH

* le proporciona capacidad amortiguadora (propiedad por la que unasustancia mantiene constante el pH al añadirle una cantidadmoderada de un ácido o un base)

* su capacidad para disolver los contaminantes que se vierten en

ella.



Masas de agua

Las aguas oceánicas y continentales se caracterizan por lossiguientes parámetros f ísico-químicos:

SalinidadLa sal más frecuente en las aguas continentales es el Ca(HCO3)2 y

NaCl en los océanos.Las sales que existen en las rocas de los ríos y de los fondosoceánicos se disuelven por el agua y se concentran porevaporación.

Acidez

Generalmente es ácido (6) porque cuando llueve el agua capta elCO2 atmosférico y forma ácido carbónico.El pH se puede modificar al discurrir por un terreno cargado desales.



Temperatura

Excepto en las zonas frías, las aguas profundas presentan 3 zonas

térmicas:§ Epilimnion , área superficial con variaciones térmicas similares

a la atmosférica

§ Mesolimnion o termoclina, parte intermedia donde latemperatura del agua baja bruscamente impidiendo lacomunicación de aguas entre las otras dos zonas

§ Hipolimnion o zona profunda con temperaturas frías yconstantes.



DensidadLa densidad aumenta al disminuir la temperatura y contener más

sales disueltas y sustancias en suspensión.Los movimientos de las aguas oceánicas están relacionados con ladiferencia de densidad entre las masas de agua.

IluminaciónDepende de:

- la intensidad y el ángulo de incidencia de los rayos solares- la materia en disolución y suspensión que contenga.

Las zonas iluminadas o fóticas permite la existencia de organismosfotosintetizadores y contienen alimento para otros organismosconsumidores. Las radiaciones visibles llegan a mayor profundidad

que las ultravioletas e infrarrojas, que son absorbidas rápidamente.En las zonas no iluminadas o afóticas sólo existen organismosheterótrofos y quimiosintéticos.



Gases

Las aguas tienen disueltos los mismos gases que existen en la

atmósfera, pero en concentraciones diferentes porque cada unotiene distinta solubilidad en el agua.

El CO2 es el gas más soluble y abundante en el agua,reaccionando con él y formando ácido carbónico.

El O2 es el segundo gas más abundante, procede de laatmósfera y de la actividad fotosintética. Disminuye principalmentepor el aumento de la temperatura y por el consumo de organismos(para respirar). Por tanto, las aguas más agitadas, frías y conabundantes organismos fotosintéticos tendrán más oxígeno y, enconsecuencia, más seres vivos aerobios.

El N2 es el tercer gas más abundante.



El balance hídrico

El análisis del balance hidrológico terrestre se basa en unacuantificación del mismo considerándolo como un sistema de flujosde materia.



Para realizar los balances hidrológicos de un país, región o cuencafluvial o cuenca fluvial en un período de tiempo determinadopodemos aplicar la ecuación:

En este balance, las entradas son los aportes de agua (precipitacióny/o escorrentía) y las salidas son el agua que sale de la zona(evaporación y/o escorrentía)

Existe equilibrio cuando:- las entradas son iguales a las salidas- el balance es igual a cero



El ciclo del agua

El agua que existe en la Tierra mantiene su volumen prácticamenteconstante aunque esté en continuo movimiento y experimentecambios en su estado físico. Esto se debe a un procesodenominado Ciclo del agua, que consta de dos fases:

Ciclo internoEl agua juvenil, de origen magmático, se forma mediante reacciones

químicas en el interior de la Tierra, sale a través de volcanes,dorsales o fracturas y se mezcla con las agua del ciclo externo.

Esta fase termina cuando el agua de los océanos y de las rocas seintroduce por las zonas de subducción.



Ciclo externo

Se debe a:

- la energía solar, que produce la evaporación (más intensa en losocéanos) y la evapotranspiración, generando nubes porcondensación y cierra el ciclo

- la gravedad, que causa las precipitaciones (en forma de lluvia,nieve o granizo), la escorrentía superficial (origina ríos, lagos,arroyos y torrentes) y la infiltración (genera escorrentía subterránea

y forma acuíferos).



Balance = Precipitación (110 + 385 Km3/año) Evaporación (70 +425 Km3/año)

Las cantidades se expresan en miles de Km3/año



Modificación del ciclo hidrológico por la actividad humana

Con ellas se pretende afrontar los desequilibrios en la distribucióntemporal y espacial de este recurso y, además, disponer de

mayores cantidades de agua dulce.

Las acciones más destacadas son:

ü eliminación de la vegetación

ü destrucción del suelo

ü alteración de los humedalesü recubrimiento con cemento el cauce de los ríos

ü construcción de embalses y presas

ü transvases entre cuencas hidrológicas

ü desalación de agua marina y salobre



Actualmente, y en el futuro, se realizan las siguientes intervenciones:

§ empleo adecuado de sistemas de riego

§ recolección del rocío mediante rampas y canales que van a parar adepósitos temporales

§ cobertura de presas para evitar las grandes pérdidas de agua porevaporación

§ generación de lluvia artificial a través de:

- el acelerador hidrológico , tubo de gran longitud y anchuracargado de hielo y anclado en la zona costera que cuando elaire húmedo asciende por él, se condensa originando lluvia

- el empleo de aviones que siembran nubes con sales de platapara originar núcleos que permitan que el vapor de agua secondense sobre ellos y se genere lluvia



Dinámica de las agua oceánicas

El agua del mar se encuentra en continuo movimiento debido a:

- los vientos

- las diferencias térmicas

- las diferencias de salinidad

- la atracción del Sol y la Luna

- la morfología de los fondos oceánicos

- los volcanes y los movimientos sísmicos.

Los movimientos que se originan son: las olas, las corrientesmarinas y las mareas



v OlasSon movimientos ondulatorios de la superficie del mar o de los

grandes lagos que se produce por la transmisión de la energía delviento al agua por el rozamiento .

Esto provoca movimientos cicloidales (circular con pequeñosdesplazamientos) en las partículas de agua:

- En la superficie forma ondas que se desplazan en la dirección delviento

- En profundidad, el movimientos circular de las partículas se atenúamucho, siendo el punto más profundo donde llega el denominadonivel de base

Cuando el nivel de base toca el fondo, los movimientos circulares

se transforman en elípticos. Como lacresta de la ola

(punto másalto) avanza más deprisa que el seno (punto más bajo), la ola sedesploma, rompe y libera la energía que contiene.



En la línea donde rompen las olas, los movimientos ondulatorioscambian por otros de vaivén que inciden sobre la costa y la

modelan.



v Corrientes marinasSon cursos de agua de distinta temperatura, salinidad o densidad

que se desplazan por el interior de los mares y océanos .

Las fuerzas que las impulsan son: los movimientos de rotación de laTierra, los vientos y la diferencia de densidad provocada por lasdistintas temperaturas y la salinidad del agua.

Pueden ser:

Ø Corrientes superficiales

Están relacionadas con vientos constantes y con la rotación de laTierra.

Trayectoria general: se dirigen desde los polos al ecuador;desviándose hacia el oeste en el hemisferio norte y hacia el este enel hemisferio sur.



En las grandes cuencas oceánicas se forman flujos circulares(debido al Efecto Coriolis)



Ø Corrientes profundas

Son termohalinas, es decir, se producen por la diferencia dedensidad y de temperatura.

Esto hace que el agua descienda en profundidad y discurrahorizontalmente por debajo de la termoclina. Así sucede con lascorrientes polares que se dirigen hacia el ecuador, recorren losfondos oceánicos, bañan con sus aguas frías las costasoccidentales de los continentes y transportan sedimentos a lo largode los taludes submarinos.

Las corrientes profundas se continúan con otras superficiales quecierran el circuito convectivo (corrientes que convergen). Las zonasdonde ascienden las corrientes profundas, llamadas afloramientos

son ricas en nutrientes, fitoplancton, peces y aves, y enriquecen lascostas de guano (acumulación de excrementos de aves marinas);estas zonas son características de la costa pacífica de Sudamerica,donde se producen como consecuencia de la corriente de Humboldty del fenómeno de La Niña.



La mayor de las corrientes profundas es la Cinta transport adora

oceánica, que se inicia cerca de Groenlandia y recorre los fondosatlánticos de norte a sur. En el océano Índico se bifurca:

- una rama se dirige hacia la India, aflora a la superficie y se une con lacorriente superficial menos densa, que cierra el ciclo

- la otra rama va hacia Japón a través de los fondos del océanoPacífico, asciende cerca del archipiélago nipón, se dirigesuperficialmente hacia las corrientes de la India y retorna haciaGroenlandia.



Un efecto normal de estas corrientes son el fenómeno de La Niña,caracterizado por la presencia de anticiclones en la costa pacíficade Sudamérica y de borrascas sobre Oceanía e Indonesia: los

vientos alisios viajan desde Sudamérica a Oceanía e Indonesia porencima del océano donde ocasionan inundaciones al descargar lahumedad que transporta; la corriente de Humboldt o corriente dePerú produce el afloramiento de agua fría en la costa pacífica deSudamérica con lo que se incrementa la riqueza piscícola.



Una situación anómala, inversa al fenómeno normal, se conoce comoEl Niño. Se presenta cuando en la costa pacífica de Sudaméricahay borrascas y en Oceanía e Indonesia, anticiclones.

Así, los vientos alisios invierten su sentido, de forma que originanintensas inundaciones en Sudamérica, mientras que en Oceanía eIndonesia provocan importantes períodos de sequía.

Por otra parte, la corriente de Humboldt o corriente de Perú no llegaa la costa pacífica de Sudamérica, con lo que se producen grandes

pérdidas económicas al desaparecer los bancos de peces.

El origen puede ser climático

(debido al calentamiento global

del planeta) o tener su raíz en

la actividad de las dorsalesoceánicas.



vMareasSon subidas y bajadas periódicas del nivel del mar, causadas por laatracción gravitatoria que ejercen la Luna, principalmente, y el Sol,en menor medida.

Cualquier punto de la Tierra se alinea con la Luna dos veces al día, porlo que hay dos elevaciones de mayor amplitud, marea alta opleamar , y otras dos de baja amplitud, marea baja o bajamar .



El nivel máximo de pleamar se produce en la zona de la Tierra máspróxima a la Luna, pleamar alta , y es algo menor en ladiametralmente opuesta, pleamar baja .

El nivel mínimo de bajamar se produce en las zonas situadas a 90º delas anteriores.



Si la Luna y el Sol se alinean con la Tierra, suman sus fuerzasatractivas y producen mareas de máxima amplitud, llamadasmareas vivas. Esto ocurre en las fases de Luna nueva y Luna

llena.

Cuando el Sol, la Tierra y la Luna forman un ángulo recto y la Lunaestá en fase creciente o menguante, la amplitud es mínima, y segeneran mareas mu ertas.



Debido al ascenso y descenso del nivel del mar, se producen en lascostas:

- corrientes de flujo , que van desde el mar a la tierra- corrientes de reflujo o resaca , que discurren en sentido contrario.

Los movimientos de las mareas amplían la zona de actuación deloleaje sobre las costas, crean corrientes que redistribuyen las

arenas costeras, transportan arenas profundas y dejan una franjade ribera sometida alternativamente a ambientes acuáticos oaéreos, lo que hace que las costas sean zonas de alta productividadbiológica.



Dinámica de las aguas continentales

La mayor parte de las aguas continentales se encuentran formandoparte de los casquetes polares, que absorben gran cantidad decalor y mantienen el nivel de los océanos.

Debido a la baja movilidad de los casquetes, los riesgos sobre las

poblaciones son escasos, a no ser que se produjera el deshielo delos mismos ocasionado por el incremento del efecto invernadero yel cambio climático, ya que, en ese caso, se elevaría el nivel delmar y se inundarían las costas.

Las aguas continentales (ríos, arroyos, torrentes, lagos, humedales,aguas subterráneas) producen importantes acciones geológicas.



v RíosSon corrientes permanentes de agua superficial.

Se inician por:- la surgencia de agua subterránea, de modo que pueden cederles

agua (río influente) o recibirla de ellos (río efluente)- por fusión de los glaciares- por el flujo de suelos saturados de agua- al reunirse las aguas de escorrentía superficial (torrentes y arroyos).

El territorio que recoge el agua caída en lasprecipitaciones y donde convergen las aguasde los torrentes, arroyos o ríos menores,forman la red de drenaje junto con el ríoprincipal constituyendo su red hidrográfica.

Está separada de las cuencas limítrofes porla línea más alta o divisoria de aguas .



El canal natural por donde discurre el río recibe el nombre decauce.

La pendiente del cauce a lo largo de la trayectoria del río se representamediante el perfil longitudinal (proyección de los puntos del caucede un río sobre un plano vertical dispuesto en la dirección del río).



Los ríos tienden a alcanzar un perfil ideal, llamado perfil longitudinal

de equilibrio , en el que no habría erosión, ni sedimentación, sólotransporte.

Sin embargo, nunca se llega a conseguir esta situación porque losfactores implicados (cauda, naturaleza del lecho, ) sufrevariaciones a lo largo del tiempo.

La sección transversal del cauce en cada punto tiene forma de V (máso menos abierta) y se denomina perf il t ransversal (proyección delcauce sobre un plano vertical perpendicular a trayectoria del río).



La energía de un río depende de:

ü la velocidad de la corriente, que está influida por la pendiente que

tenga el cauce; es máxima en el centro de su sección porque haymenos roce con el lecho

ü el caudal, que guarda relación con el régimen de alimentación y laamplitud de la cuenca

ü la viscosidad , ligada a las partículas que el agua arrastra ensuspensión.

Existe una relación entre la capacidad de un río para erosionar,transportar o sedimentar materiales, la velocidad de su corriente y eltamaño de las partículas de su lecho, que viene dada por eldiagrama de Hjulström.



En contra de lo que cabría esperar, las partículas de tamaño limo seerosionan con más facilidad que las arcillas de menor tamaño, quenecesitan una velocidad de flujo diez veces superior.



v LagosSon acumulaciones de agua en depresiones continentales, de

carácter transitorio (porque el agua se evapora, se abren portillaspor donde desagua el lago o la depresión se colmata desedimentos).

Los lagos endorreicos (cerrados), al no existir una zona de desagüe elagua se infiltra o se evapora lo que provoca un aumento de la

salinidad (al precipitar las sales que contenía el agua).

El origen de la depresión puede ser:

- tectónico

- por erosión glaciar

- por disolución kárstica- carácter volcánico.



En las regiones cálidas, las aguas de los lagos profundos suelenestratificarse, pero presentan movimientos verticales originados porla variación de temperatura en la capa superficial según un ritmoestacional:

Verano

El epilimnion se calienta y pierde nutrientes al desaparecer elfitoplancton.

El hipolimnion, más denso y frío (4ºC) se empobrece en oxígeno y

se enriquece en nutrientes por la descomposición de losorganismos muertos en primavera.

La termoclina separa ambas capas.



Otoño

Se produce una inversión térmica porque el epilimnion se enfríahasta llegar a 4ºC y, en consecuencia, alcanza la misma densidadque el hipolimnion, con el que se mezcla al hundirse y provoca ladesaparición de la termoclina.

Así, las aguas profundas se oxigenan y las superiores seenriquecen en nutrientes.



Invierno

El agua más fría ocupa la parte superior, que, por la termoclina, sesepara de la zona profunda, donde se sitúa el agua más densa, quemantiene una temperatura de 4ºC y en la que se descompone lamateria orgánica procedente de los organismos muertos, razón porla que aumentan los nutrientes.



Primavera

Se repite el proceso de mezcla e inversión térmica porque latemperatura del agua superficial aumenta hasta los 4ºC y vuelve aalcanzar la misma densidad que el agua profunda, por lo queambas capas se mezclan de nuevo y desaparece la termoclina.

Si las aguas de los lagos tienen excesivos nutrientes, lo mismo quesucede con los embalses, suelen eutrofizarse, es decir, se producecontaminación por aumento de las sustancias nutritivas, lo queprovoca un exceso de fitoplancton.



v HumedalesSon zonas en cuyos suelos se acumula agua, aunque no tengan unrío que la aporte y sufran una intensa evaporación, ya que suelenestar conectadas con aguas subterráneas y, por tanto, no se secan.

Cuando se extrae de forma abusiva el agua subterránea que alimentaa los humedales para uso en regadío, se produce la degradación delos mismos, como en las Tablas de Daimiel (Ciudad Real).

Estas áreas:- se protegen como reserva de la biodiversidad por su valor para la

supervivencia de especies en peligro de extinción

- regulan las escorrentías y evitan grandes crecidas en los ríos einundaciones.

Otros tipos de humedales son los manglares, las charcas y las tierraspantanosas.



v Aguas subterráneasEl origen principal del agua subterránea es la infiltración y, en

menor medida, puede tener un origen magmático (juvenil).El agua infiltrada se mueve con facilidad por los terrenos permeables(con poros comunicados) acumulándose en las grietas y en losporos de los terrenos porosos.

Q = SCP

El flujo o caudal (Q) que traspasa un terreno depende de:

S es la superficie real atravesada por el agua

C es la conductividad hidráulica del terreno o de los canales y poroscomunicados que tenga el terreno

P es el gradiente hidráulico, que es la pendiente o pérdida de potencialentre dos puntos



En los terrenos permeables cabe distinguir las siguientes partes:

Zona de air eación. Está situado en la parte superior. Sus poros noestán completamente llenos de agua.

El movimiento de agua es vertical, desciende por gravedad yasciende cuando hay evaporación en el suelo.

Zona capila r . Es la parte por donde asciende el agua por capilaridaddesde la zona de saturación.

Zona de sat uración . Es la zona con sus poros completamente

saturados de agua y que forma el acuífero subterráneo.

Además hay que señalar otros dos conceptos:

Nivel freático es el plano que limita el acuífero en su parte superior.Varía según la pluviosidad.

Nivel piezométrico es el plano al que llegaría el agua si no estuvieraconfinada en la parte superior por un estrato impermeable.



El agua tiene una capacidad de renov ación lenta, por lo que seconsidera un recurso renovable sólo cuando el volumen de agua

extraída cada año no supera al de la infiltrada.

Agua f Agua f óósilsil es la que no se renueva. Son las aguas generadas porreacciones químicas en el interior de la Tierra, que se acumulan agrandes profundidades y son expulsadas de forma natural en laserupciones volcánicas.



Existen dos tipos de acuíferos:

- libre (permeabilidad del límite superior)

- cautivo (impermeabilidad del límite superior).Cuando el nivelpiezométrico está por encima de la superficie del terreno, forma unpozo artesiano en el que el agua sale como un surtidos. Los

acuíferos cautivos tienen una recarga no renovable a escalatemporal humana.



Si los acuíferos están situados cerca de la costa, además de losproblemas de sobreexplotación por extraer más agua de la que serecarga por la infiltración, pueden salinizarse por un procesoconocido conocido como intrusión salina.La superficie de separación entre el agua dulce del acuífero y elagua salada del mar se va desplazando hacia el continente y estaúltima rellena los poros que anteriormente estaban ocupados poragua dulce.



Recursos hídricos:

Diferenciamos dos tipos de recursos hídricos:

* Las aguas superficiales: de todas ellas, sólo el agua dulce seconsidera un recurso.

* Las aguas subterráneas: sólo las que constituyen acuíferos puedenser consideradas como un recurso.



Sufrirán estrés hídrico cuando el consumo sea superior al 10% de susrecursos renovables de agua dulce



En España los

Recursos hídricos

se encuentran

repartidos de

forma desigual

en el espacio y

en el tiempo.

Además, los

límites de las

Cuencas

Hidrográficas no

coinciden con

los límitesadministrativos.



Usos del agua

Existen diferentes criterios para establecer una clasificación de losusos del agua:

o Su posible utilización después del uso:

o Uso consuntivo cuando el agua empleada para realizar unaactividad ya no puede ser utilizada de nuevo. Ej: el destinada a

actividades agrícolas, urbanas o industriales.o Uso no con suntivo si una vez empleada en una determinada

actividad puede ser utilizada de nuevo. Ej: usos energéticos,recreativo o ecológico.

o Su carácter prescindible o imprescindible para la realización deactividades:

o Usos primarios : agrícolas, domésticos, industriales.o Usos secundarios : energéticos, navegación, recreativos.



Demanda hídrica es la cantidad de agua que requieren los usuariospara satisfacer sus necesidades.

Extracción es la cantidad de agua desplazada desde un recursonatural.

Suministro es la parte de agua extraída y destinada a los usuarios,restando las pérdidas de almacenamiento, transporte y distribución.

Consumo es la parte del suministro que se utiliza de manera efectiva.



Uso urbanoCubren las necesidades en el hogar, comercio o servicio público.

La demanda está en relación directa con el nivel de vida, eldesarrollo económico y el tamaño de la población.

Las necesidades mínimas para el consumo humano requieren15l/día.

Supone menos de una décima parte del consumo mundial.



Uso agrícolaLa producción agrícola consume muchísima agua:

Es significativa la necesidad de 2.000 l por cada Kg de arroz y de8.000 l por cada Kg de algodón.

Estos usos vienen condicionados por las características climáticas dela zona, los tipos de suelos y cultivos, el grado de mecanizaciónagrícola y los sistemas de riego.

Actualmente en muchas explotaciones agrícolas se hace un uso másracional del agua y se están cambiando los sistemas de riego porinfiltración (empleada en terrenos permeables en los que se labran

surcos por los que discurre el agua) por otros más ahorradores,como el goteo (se aporta el agua de manera localizada justo al piede cada planta).



Uso ganadero

En las explotaciones ganaderas se necesita mucho agua paraabrevar a los animales y mantener limpios los establos; por ejemplo,

- una explotación porcina necesita unos 12 l por animal y día

- en producción láctea, alrededor de 80 l por vaca al día.

Además, el agua que no se consume retorna al medio natural muycargada de materia orgánica, purines y productos sanitarios.



Uso industrialPuede tener diversos usos: como materia prima (en las industrias

químicas), como agente refrigerante (en las industrias energéticas),como receptor de vertidos, como transporte de materiales y comoagente de limpieza (como disolvente).

Constituye la segunda gran demanda de este elemento en el mundo(aproximadamente una cuarte parte del consumo total).



Usos energéticosEs fundamental para la producción de energía eléctrica,especialmente en países con escasos recursos petrolíferos.

El 40% de la energía eléctrica total se produce en España a travésde las centrales hidráulicas.

En su producción se utilizan importantes cantidades de agua. Porejemplo en la central nuclear de Cofrentes (Valencia) se utiliza uncaudal de agua del río Júcar de 1,1 m3/s, de los cuales 0,75 m3/s(45.000 l/minuto) se evaporan en las torres de refrigeración y elresto (21.000 l/minuto) vuelve aún caliente al río.



Aunque no se consume el agua, ve modificadas sus características

alterando la calidad de las aguas, ya que:- facilitan su eutrofización

- transforman parte del cauce fluvial en lacustre

- eliminan los bosques y las huertas de ribera

- retienen los sedimentos destinados a regenerar las playas, losdeltas y las zonas costeras

- impiden la recarga de los acuíferos aguas abajo, al evitar lasavenidas.



Usos en navegaci ón

Los transportes con grandes petroleros suponen un gran riesgo, comosucedió con el naufragio del Prestige en la costa coruñesa.

Sin embargo, la contaminación más importante se produce por ellavado de tanques de petróleo durante el trayecto a los puertos derecarga.

El empleo de agua dulce para la navegación necesita de unoscaudales mínimos. Este es un uso no consuntivo pero puedeprovocar una pérdida de su calidad que restrinja su utilizaciónposterior. De ahí que las exigencias en cuanto a normativa deseguridad en la navegación fluvial sean mayores que en lanavegación marítima.



Usos en ocioEste uso tiene cada vez más importancia: pesca, baño, navegación

deportiva,Se trata de un aprovechamiento exigente ya que requiere aguas debuena calidad y durante su uso no deberían contaminarse; sinembargo, con frecuencia quedan en las aguas cremas solares,aceites, pinturas y gasóleo de embarcaciones.



Usos ecológicos o medioambientalesEs muy necesaria por ser el fundamento de la depuración natural.

Para preservar el buen funcionamiento y el equilibrio de losecosistemas acuáticos es necesaria una cantidad de agua querecibe diferentes nombres, como caudal ecol ógico, ambiental omínimo , que expresaría la cantidad mínima de agua que permitemantener un nivel adecuado de desarrollo de la vida de los

ecosistemas acuáticos y de las zonas de ribera, aguas debajo delos lugares en que existen modificaciones en el régimen fluvial .



El caudal ecológico debe suponer el 10% del total de los recursoshídricos.

Funciones del caudal ecológico:

- Mantener las formas de vida que existe en

el río.

- Mantener acuíferos subterráneos, fuentes,

lagos y humedales que se relacionan con

el río.

- Mantener bosques de ribera que dan cobijo

a muchas especies vegetales y animales y

riqueza a la población.

- Tener cauce natural para investigar,

practicar deportes o turismo.



Su mantenimiento requiere leyes y medidas protectoras queaseguren los caudales ecológicos, la recarga de los acuíferos y lacalidad necesaria para la supervivencia de los organismos.

La protección de los humedales es un claro ejemplo de que en laconservación medioambiental es necesario abordar el problemadesde varios frentes:

- controlar la sobreexplotación de los acuíferos que hacen descenderel nivel freático y provoca la pérdida de zonas húmedas

- controlar las presas, que interrumpen los cursos fluviales

- evitar contaminar las aguas superficiales y los terrenos de regadíopor salinización

- respetar el equilibrio ecológico de estas zonas, cuyo especialatractivo turístico fomenta peligrosamente la desecación artificial y

la especulación urbanística.



Explotación: mejora delaprovechamiento del agua

La calidad se puede conseguir y mantener mediante la protección.

La Directiva Marco del Agua es una norma cuyo objetivo es la creaciónde un sistema global de protección para las aguas de la UniónEuropea. El fin principal es establecer un marco jurídico para laprotección de las aguas continentales superficiales, subterráneas yde litoral, para evitar su deterioro y proteger y mejorar el estado delos ecosistemas acuáticos y terrestres que dependen de ellas.

Un consumo eficazconsumo eficaz del agua ha

de cubrir numerosas necesidadescon poco gasto y sin producircontaminación.



Impactos sobre el agua

Los impactos pueden ser muy variados:

- Consumir excesiva agua, el ser humano ha ido aumentando supoblación y ha mejorado su calidad de vida por lo que seincrementaron sus requerimientos de agua hasta el punto de poner

en peligro la supervivencia de los ecosistemas acuáticos (ej: loshumedales, muy sensibles a las variaciones hídricas, recurrir a lautilización de aguas fósiles con la consecuente sobreexplotación deacuíferos )

- Aportar sustancias químicas o patógenos

- Introducir demasiados nutrientes

- Elevar la temperatura- Arrojar metales pesados, elementos radiactivos,



- Hay zonas que reciben grandes cantidades de agua, pero norepartidas homogéneamente en el tiempo, sino concentradas en uncorto período del mismo, que lejos de producir beneficios, generandaños humanos y materiales a provocar inundaciones. Además, suaprovechamiento en estos casos es menor.

- Las prácticas agrícolas y las actividades industriales y urbanas

Ello demanda un cambio en la concepción del agua que nos lleve aconsiderarla como recurso escaso capaz de generar conflictos,actuales o futuros, entre países o regiones (los países que tienencuencas fluviales en común han de compartir el agua y realizar unagestión integrada de los recursos hídricos a fin de evitar conflictos)



Para corregir los impactos se deben aportar soluciones , que hasta elmomento se han limitado a la construcción de obras colosales(embalses, desviación de cauces, trasvases, ) que suponen unos

costes económicos y medioambientales muy elevados. En el futuro,ha de ser:

- Mejorar le eficiencia en el uso del agua

- Repartir de forma solidaria el agua disponible

- Conocer los parámetros alterados, interpretar los cambiosproducidos, predecir la evolución y tomar medidas para prevenir losdaños

- Introducir nuevas tecnologías en las industrias, que permitanreutilizar y reciclar el agua empleada

- Aplicar políticas hidráulicas que lleven una gestión más racional del

agua y a lograr su uso sostenible. Han de basarse en los principiosde eficiencia, ahor ro, reut ilización y reciclado del agua.



Ejercicios1. ¿Qué consecuencias tendrá para los mares el aumento del CO2

de la atmósfera?

2. Realiza un balance hídrico terrestre, basándote en los datos delciclo hidrológico) completando los siguientes apartados yrespondiendo a las preguntas:

a) Balance h ídrico cont inental

Entradas = Precipitaciones =Salidas = Evaporación + Escorrentía = .

Balance: Entradas Salidas =¿Cómo es el balance hídrico continental? Razona la respuesta.b) Balance hídrico oceánico

Entradas = Precipitaciones =Salidas = Evaporación + Escorrentía = .Balance: Entradas Salidas =

¿Existe equilibrio hídrico en los océanos? Razona tu respuesta.



c) Balance hídrico global

Precipitación continental =Precipitación oceánica = ..

Precipitación total = ..

Evaporación continental =

Evaporación oceánica = ..Evaporación total = Balance = Precipitación total Evaporación total

¿Existe equilibrio a nivel a nivel del sistema terrestre? Razona turespuesta.

¿Qué supone la escorrentía?



3. ¿Por qué una colchoneta que flota mar adentro asciende ydesciende, y, cuando está cerca de la playa, va y vuelve?

4. Razona si las mareas están relacionadas con la duración de los

días.5. Explica por qué las riberas bien conservadas de un río puedenayudar a mantener constante su caudal.

6. ¿Cuándo es más energética la corriente de un río y supone unmayor riesgo para las poblaciones de sus riberas?

7. Basándote en el diagrama de Hjulström,¿por qué las partículas de

arcilla, de menor tamaño que las de arena, tienen más dificultadpara erosionarse?

8. Justifica la siguiente afirmación: la velocidad del ciclo hidrológicodepende de la presencia de vegetación .

9. Explica cómo pueden llegar los agroquímicos (herbicidas,insecticidas, abonos, ) a las aguas de consumo. ¿Cómo podríaminimizarse este problema?



10. La gráfica muestra la utilización de agua en los distintos sectores,en varias regiones del mundo:

a) Analiza y comenta las diferencias que observas en la demanda

por sectores de actividad y regiones del mundo.b) ¿Cuáles son las causas que influyen en las diferencias que hasindicado?

c) ¿Cuál es la actividad que demanda una mayor cantidad de aguaa escala mundial? ¿Y la que menos?

d) ¿Crees que la disponibilidad de agua puede afectar al desarrollode un país? Razona tu respuesta.



11. Observa las gráficas que reflejan las demandas de agua enEspaña en distintos usos y años, así como en un futuro, y contestaa las siguientes cuestiones:

a) ¿Cuál es la actividad que más agua demanda en estosmomentos?

b) Compara las gráficas con la de demanda de agua en el mundo.¿Existen diferencias en las tendencias entre los usos de España yel resto del mundo? Cuantifica dichas diferencias.

c) Según se refleja en las gráficas, ¿cuál será la tendencia de lasdemandas de agua en el futuro en España?. Aporta razones paraello si observas cambios respecto a la situación actual.

d) Indica cómo se podría

reducir el consumo de agua

en cada uno de los sectores:

urbano, industrial y agrícola.



12. ¿Qué consecuencias tiene sobre un río la utilización de sus aguascomo refrigerante de una central nuclear?

13. Relaciona el aumento en el consumo de energía en la sociedad

industrializada con el incremento del riesgo de mareas negras?14. El mantenimiento de los campos de golf (España dedica más de

15.500 ha a ellos) requiere elevadas cantidades de agua potable.Valora la conveniencia de este uso.

15. Algunas personas opinan que es un despilfarro que los ríos llevenagua hasta el mar. Aporta dos argumentos a favor y otros dos en

contra de esta opinión.16. Razona cómo influyen la vegetación y los suelos bien desarrolladosen el tipo de respuesta de un río.

17. Relaciona la sobreexplotación de las aguas subterráneas en lazona de la Mancha con la desecación del Parque Nacional de lasTablas de Daimiel.

18. Explica por qué las aguas de mares cerrados o pequeños, como elMediterráneo, son más saladas que las de los océanos.



19. ¿Dónde hay mayor relación precipitación/evaporación: en el mar oen el continente? ¿Qué consecuencias tiene esto?

20. ¿Hay diferencias entre el nivel freático de un acuífero y el nivel

piezométrico?21. Explica cómo depende de los siguientes factores la cantidad de

agua infiltrada.

a) La pendiente del terreno.

b) La vegetación.

c) La evaporación.d) El tipo de roca.

22. ¿Qué volumen de agua es mayor en España, el de las reservas delsubsuelo o el que se almacena en los embalses? Razona turespuesta.

23. ¿Qué entiendes por uso prioritario del agua? Comenta algún uso

prioritario y alguno no prioritario.24. ¿A qué tipo de agua subterránea se llama agua fósil. Razona tu

respuesta.



Energía hidráulicaLa energía potencial que impulsa el agua en su camino desde las

montañas al mar puede ser captada y transformada en energíaeléctrica mediante los embalses, que permiten concentrar yalmacenar dicha energía al cerrar la boca del valle en áreas demontaña y en regiones donde la pluviosidad es elevada.

Al abrir las compuertas se libera esta energía, impulsando unasturbinas (energía cinética), las cuales estarán conectadas a una

dinamo, que transformará la energía mecánica en eléctrica.



La mayoría de los ríos españoles de elevado caudal están reguladosde forma artificial mediante presas que:

- favorece la regulación del caudal de los ríos al controlar lasavenidas

- generan reservas de agua

- permiten un mejor aprovechamiento energético

- es una energía de bajo coste y mínimo mantenimiento

- no emite ningún tipo de contaminación durante su funcionamiento- permite el aprovechamiento para otros usos (riego, abastecimiento

de poblaciones e industria y práctica de actividades de ocio).



Los inconvenientes de la central hidroeléctrica son:

- afectan al paisaje, a la flora (pérdida del bosque de ribera), a la

fauna y a los humanos, reduciendo la diversidad biológica- modifican el sistema fluvial al disminuir el caudal de los ríos

dificultando la emigración de los peces y el transporte de loselementos nutritivos aguas abajo (originando el retroceso de sudesembocadura)

- dificulta la navegación fluvial

- modifica el nivel freático al dificultar la recarga de los acuíferosaguas abajo del río

- cambia la composición química del agua embalsada

- varia el microclima, por variaciones locales de humedad, de vientosy de temperatura

- hacen perder los suelos de la ribera y los bosques, que sonrecursos renovables



- conlleva riesgos inducidos por catástrofes debidas a la posiblerotura de la presa

- los costes de construcción son bastante elevados, implican la

destrucción de tierras de labor y el traslado de poblaciones- no se pueden hacer previsiones y en épocas de sequía la

producción eléctrica disminuye

- rara vez coinciden con los centros de consumo, por lo que suele sernecesario instalar amplias redes de distribución

- provoca la eutrofización de sus aguas al transformar el cauce fluvialen lacustre

- genera riesgos geológicos mixtos al acelerar la erosión (aguasabajo) y la sedimentación que produce su colmatación

- empobrecen a las poblaciones rurales, que tienen sus riquezas enlas riberas



Para ajustar la producción a la demanda de energía se empleanCentrales de bombeo que disponen de dos embalses situados adistinto nivel:

- cuando la demanda de energía eléctrica es máxima, estas centralesfuncionan de un modo convencional y el agua utilizada esalmacenada en el embalse inferior

- durante las horas del día en que la demanda de energía desciende,se bombea esa agua al embalse superior para que pueda volver arecorrer el ciclo productivo.

Comienzan a instalarse pequeñas centrales hidroeléctricas(minicentrales) que permiten atender más adecuadamente lademanda, además de causar un impacto ambiental y un costeeconómico menores, integrarse mejor en el medio natural y tener

menos pérdidas en su transporte. Su potencia es inferior a 10 MW,mientras que en las grandes es de hasta 1.140 MW.



Energía mareomotriz

Su funcionamiento es similar al que tiene lugar en los embalseshidroeléctricos y se basa en construir una presa que cierre unabahía y deje que la pleamar y la bajamar la atraviese haciendofuncionar una turbina (situada en la parte inferior de la presa) queconvierta la energía cinética en energía eléctrica.

Se trata de una energía limpia y renovable.



Las mareas pueden aprovecharse como fuente de energía mediantemolinos y centrales maremotrices.

Este tipo de energía sólo es aprovechable en lugares donde eldesnivel entre mareas sea frecuentemente elevado y donde resultefactible la construcción de la infraestructura. Algunas de estaszonas es el canal de la Mancha y la costa oriental de Norteamérica.

Otro posible aprovechamiento energético del mar es la energíamecánica producida por las olas (energía óndica), aunque en laactualidad sólo se emplea para iluminar las boyas de señalizaciónde ciertas costas.

L t i ió híd i d t ió



La contaminación hídrica: detección,prevención y corrección

Según la Ley de Aguas es la acción y el efecto de introducirmaterias o formas de energía o inducir condiciones en el agua que, demodo directo o indirecto, impliquen una alteración perjudicial de sucalidad en relación con los usos posteriores o con su funciónecológica .

La OMS afirma que el agua está contaminada cuando sucomposición es alterada de modo que no conserva las propiedadesque le corresponden a su estado natural .

En la Carta del Agua del Consejo de Europa (de 1968) seindica que la contaminación consiste en una modificación,generalmente provocada por el hombre, de la calidad del agua,

haciéndola impropia o peligrosa para el consumo humano, laagricultura, la pesca y las actividades recreativas, así como para losanimales domésticos y la vida natural .



Del análisis de las definiciones propuestas podemos deducir que:

- La contaminación del agua se debe al vertido de sustancias oformas 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.

- La contaminación del agua es generalmente ocasionada por laacción directa o indirecta del ser humano.

- La contaminación del agua provoca daños en los seres vivos, la

salud humana y los ecosistemas.



La contaminación natural son residuos naturales (partículassólidas, gases atmosféricos arrastrados por las gotas de lluvia yaguas de deshielo, pólenes, esporas, hojas secas, residuos

vegetales y excrementos de peces y aves acuáticas) que en sumayor parte son eliminados por la capacidad autodepuradora delagua.

La contaminación de origen indust rial es la que producemayor impacto, aportando: materia orgánica (industria

agroalimentaria), metales pesados, incremento de pH ytemperatura, radiactividad, aceites, grasas,

Entre las industrias más contaminantes se encuentran laspetroquímicas, energéticas, papeleras, siderúrgicas, alimenticias,textiles y las industrias mineras.



La contaminación de origen agrícola deriva del uso de pesticidas,biocidas (sustancias químicas que destruyen formas de vida nodeseadas; son de tres clases: insecticidas, herbicidas y fungicidas)

y fertilizantes.Las sustancias más empleadas son:

- organoclorados (insecticidas) que no son biodegradables y seacumulan en tejidos grasos al no metabolizarse

- organofosforados (insecticidas) son biodegradables y actúan sobreel Sistema Nervioso excitándolo

- derivados nitrogenados (herbicida) muy tóxicos para el hombre.



La contaminación de origen urbano contiene residuos fecales,desechos de alimentos (ej: grasas), productos químicos (lejias,detergentes, cosméticos, )



Contaminantes f ísicos

La disminución de oxígenoprovoca un descenso en ladescomposición de materiaorgánica por la biocenosis,

por lo que disminuye lacapacidad autodepuradora.



Contaminantes qu ímicos

Uno de los contaminantes

que la agricultura aportaal agua son los nitritos(NO2-) que se transformanen nitratos (NO3-) quehacen proliferar losorganismos fotosintéticos,causando la eutrofizaciónde las aguas yproduciendoenfermedades en laspersonas.



Contaminantes biol ógicos

Los microorganismos presentes

en el agua en condicionesnormales son bacterias, algasunicelulares, cianofíceas yhongos.

Algunos de ellos intervienen enlos procesos de

autodepuración, pero cuandosobrepasan unos valores límitetransmiten enfermedades.

El agua se emplea en la industria como refrigerante en la producciónd í ( t l lé t i ) Al l l t t d l



de energía (centrales eléctricas). Al elevarse la temperatura delagua, se produce contaminación porque aumenta la solubilidad delas sales, se carga de compuestos orgánicos e inorgánicos ydisminuyen los gases en disolución (principalmente oxígeno),provocando la muerte de organismos aeróbicos y favoreciendo laaparición de anaeróbico y patógenos.

El incremento de los vertidos de aguas residuales domésticas en elrío provoca:

- el incremento de bacterias aerobias descomponedoras lo queprovoca la autodepuración, con el descenso de la poblaciónbacteriana

- la desaparición de organismos que no soportan contaminación, ej:truchas, cangrejos,

- la elevación de organismos que soportan elevados niveles decontaminación, ej: insectos

Determinación en muestras de agua de



Determinación en muestras de agua dealgunos parámetros físicos, químicos y

biológicos e interpretación de losresultados en funci ón del uso

Para evaluar la calidad del agua se emplean parámetroscuantificables.

La calidad del agua se fija en función de su uso y, por otra parte, loscriterios y las normas de calidad no son comunes en los distintospaíses.



v Parámetros f ísicosEntre ellos podemos citar:

Ø Las características organolépticas (aquellas que se perciben conlos sentidos: olor, color y sabor)

Debidas a la existencia de materia orgánica presente en el agua.

La mayor dificultad radica en cuantificar estos parámetros, pues seaprecian de forma subjetiva.

Las papilas olfativas son capaces de percibir concentraciones degases en proporciones inferiores a 0,001 g/l.

El olor aporta mucha información sobre las bacterias y lasmicroalgas existentes.

El agua potable debe ser incolora, inodora e insípida.



Ø La temperatura

La temperatura idónea para el consumo se sitúa entre 8 y 15ºC.

Si el agua tiene una temperatura muy elevada es mucho másprobable la presencia de microorganismos.

Los parámetros del agua son interdependientes: la subida detemperatura de las aguas disminuye la solubilidad de ciertos gases,

como el oxígeno, y aumenta la de las sales. Además, incrementa lavelocidad de las reacciones metabólicas y acelera la putrefacción.



Ø La turbidez

Se debe a los sólidos en suspensión (partículas sólidas omicroorganismos), que son capaces de absorber o dispersar las

radiaciones luminosas que atraviesan el agua.

En las aguas claras la luz penetra a gran profundidad y permite laexistencia de organismos fotosintéticos lejos de la superficie.

Para cuantificar la penetración de la luz podemos

utilizar el Disco de Sechi ; disco de 30 cm dediámetro lastrado con un peso en su parteinferior y se sumerge sujeto por una cuerdacalibrada. La profundidad a la que el discodesaparece de la vista es la profundidadaproximada a la que penetran las radiaciones

luminosas.



Ø La conductividad

Depende de la cantidad de sales disueltas (en forma de iones).

Cuando la cantidad de carbonato de calcio o de magnesio:

- es menor a 50 mg/l de CaCO3 se denominan aguas blandasaguas blandas - si sobrepasa los 200 mg/l se dice que es aguas durasaguas duras .

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



Las aguas duras:

- Dificultan la cocción de los alimentos.

- Dejan incrustaciones en las conducciones y calderas.- Forman poca espuma con el jabón, lo que incrementa el consumode este y la consecuente contaminación.

La dureza del agua en sí no es una característica negativa porque:

- Las aguas de riego deben contener una cierta proporción de calcioy la presencia conjunta de calcio y magnesio favorece laproductividad biológica.

- Tiene un efecto beneficioso sobre la salud humana, ya queneutraliza la acción de ciertos iones (metales pesados) que puedenresultar tóxicos.



v Parámetros químicosEntre ellos destacamos:

Ø El oxígeno disu elto (OD)Su presencia es fundamental para el desarrollo de la vida acuática.

Las aguas superficiales limpias están saturadas de O2 , pero si serealizan vertidos de material orgánico, esta cantidad disminuye alproliferar los organismos descomponedores que lo consumen parala descomposición:

- las aguas de un río de montaña pueden tener hasta 10 mg/l- un río cargado de materia orgánica puede bajar de 4 mg/l- cuando el oxígeno se consume totalmente las aguas se convierten

en tóxicas para los organismos aerobios y se producendescomposiciones anaerobias que originan sustancias malolientescomo metano, sulfhídrico y nitrosaminas.



Ø La demand a biológica de oxígeno (DBO)

Es una medida de la cantidad de O2 que los microorganismosnecesitan para oxidar la materia orgánica.

Este proceso de oxidación es lento y los compuestos orgánicossencillos (glucosa) se oxidan casi completamente en cinco días,mientras que los complejos sólo se degradan en un 40% en elmismo período de tiempo. Por eso se utiliza la DBO5 , cantidad de

O2 que los organismos necesitan para degradar la materia orgánicadurante cinco días y a una temperatura de 30ºC.

Hay un relación directa entre el oxígeno y la materia

orgánica existente ya que en el agua con más

materia orgánica proliferan los microorganismos

aerobios, que consumirán mayor cantidad de

oxígeno.



Ø La demand a química de oxígeno (DQO)

Es la oxidación de compuestos orgánicos por la acción de agentesquímicos oxidados en un medio ácido.

Se utiliza para calcular la cantidad de O2 necesaria en la oxidaciónde compuestos presentes en el agua sin la participación de losseres vivos.

La relación DBO/DQO:

- menor de 0,2 nos informa de un vertido de tipo inorgánico

- mayor de 0,6 indica un vertido orgánico.

Ø El COT

Es la medida del contenido total de carbono de los compuestosorgánicos.Se determina realizando una combustión completa y midiendo elCO2 desprendido.



La DBO, DQO y el COT son parámetros que miden la contaminaciónorgánica de las aguas.

Ø El pH

Mide la acidez y basicidad del medio a través de la concentraciónde iones H+.

La actividad biológica normal en el agua se desarrolla en unosvalores de pH que oscilan entre 6 y 8,5.

v Parámetros biológicos



El empleo de los parámetros físicos y químicos sólo nos indica elgrado de calidad que posee el agua en el momento de la toma de lamuestra, pero no nos informa de su estado anterior ni de su

capacidad de autodepuración.De ahí que en la actualidad se preste mucha atención a los

denominados indicadores biológicos de cont aminación, es decir,determinadas especies de invertebrados que son muy sensible alos cambios que se producen en el agua.

Su presencia es orientativa sobre los niveles de contaminación y las

variaciones en sus poblaciones indican alteración del medioacuático.



v Índices compuestosPara obtener una valoración general de la calidad del agua se hanestablecido fórmulas en las que se contemplan varios parámetros,físicos, químicos y biológicos (principalmente el denominado índicede saprobios ) relacionándolos entre sí.

Según la contaminación orgánica de las aguas, podemos diferenciartres tipos de zonas:

Zona oligosaprobi a: la concentración de materia orgánica es escasa,por lo que apenas proliferan organismos descomponedores. Haypresencia de animales y plantas superiores.

Zona mesosaprobia: la contaminación orgánica es moderada.Presentan una proporción media de organismos descomponedores.Son aguas con suficiente oxígeno como para permitir la vida

aerobia, por lo que habitan en esta zona insectos, gusanos, algasunicelulares y protozoos.

Zona polisaprobi a: presenta una concentración alta de materia



Zona polisaprobi a: presenta una concentración alta de materiaorgánica y baja de oxígeno disuelta. Viven en ella bacteriasdescomponedoras anaerobias, algunos protozoos y algunos gusanos.

Se pueden diferenciar tres nuevas zonas cuando la contaminación es



Se pueden diferenciar tres nuevas zonas cuando la contaminación espuntual (colectores industriales y urbanos que descarguenexcesivos contaminantes:

Zona de degr adación : situada inmediatamente debajo del vertido.Son numerosos los peces y aves que se alimentan de los desechos,disminuyendo progresivamente el oxígeno disuelto y proliferan cadavez más las bacterias descomponedoras.

Zona séptica: se sitúa a continuación por lo que contiene poco

oxígeno y la DBO5 es muy elevada. En ella abundan los organismoanóxicos (bacterias descomponedoras, hongos fecales, larvas deinsectos y gusanos Tubifex) y las aguas se tornan oscuras ymalolientes.

Zona de recuperación: en ella poco a poco se van regenerando todoslos parámetros al surgir organismos fotosintéticos que elevan el OD,

hidrolizan macromoléculas y proporcionan nutrientes para ellosmismos y para las algas.



Contaminación de las aguas



Contaminación de las aguasestancadas: eutrofización

La principal defensa que tienen los ríos para contrarrestar lacontaminación es su dinámica. Sin embargo, la contaminación de loslagos es un problema por tratarse de masas de agua estáticas.

Un ejemplo de esto es el proceso de eutrofización, consistente en unaumento de la productividad primaria (excesivo crecimiento de algas)provocado por la introducción de compuestos de nitrógeno y fósforoen forma inorgánica (nitritos, nitratos y fosfatos) y otros compuestosorgánicos (aminoácidos, proteínas, organofosforados) a través devertidos de origen agrícola (uso excesivo de abonos) y doméstico(gran consumo de detergentes con fosfatos).

El principal factor desencadenante del proceso es que elfósforo es limitante, dado que el nitrógeno puede ser fijado por lasalgas cianofíceas.

1º Los aportes denitrógeno y fósforo



2º La actividad fotosintética del fitoplancton genera un incremento deloxígeno en la superficie que escapa a la atmósfera.En el interior del lago se produce: una disminución de la luz,

reducción de la actividad fotosintética, disminución del oxígenodisuelto, que provocarán la muerte de organismos aerobios yvegetales fotosintéticos, yendo a formar parte de los sedimentos delfondo del lago.

procedentes de losdetergentes y abonos sonutilizados por las algas del

plancton (fitoplancton)cuyas poblaciones crecendesmesuradamente yforman una películasobre la superficie delagua que aumenta la

turbidez y la vuelveverdosa.

3º El agotamiento del nitrógeno provocará la muerte del fitoplancton



3 El agotamiento del nitrógeno provocará la muerte del fitoplancton(irán a parar al fondo del lago) y la proliferación de las algascianofíceas (especies oportunistas) que lo fijan de la atmósfera yque crecerán mientras exista fósforo suficiente en el lago.

Simultáneamente, la acumulación de los restos de seres vivos darálugar a la intensificación de la acción de las bacterias aerobias queconsumirán grandes cantidades de oxígeno para oxidar la materiaorgánica, provocando una situación de anoxia (ausencia de

oxígeno) apta para el crecimiento de las bacterias anaerobias ypara la aparición de los procesos de fermentación en lossedimentos del fondo.

Estos procesos producirán H2S, CH4 y NH3 responsables del malolor característico de aguas afectadas por este proceso.

La eutrofización puede aparecer también en estuarios costeros y



p p ymares más o menos cerrados (Báltico, Mar Negro, Mediterráneo), loque provoca la aparición de algas tóxicas, algas de fitoplancton ydiatomeas que van acompañadas de flagelados, que acaban con

peces, aves acuáticas y mamíferos marinos.

Un caso especial son las denominadas mareas rojas o floracionesalgares nocivas , donde el mar toma colores rojos, ocres oamarillentos debido a la presencia masiva de organismosfitoplanctónicos, y que en algunos casos producen toxinas queprovocan daños económicos al afectar a la pesca y al marisqueo delas zonas afectadas.

M did i i i i l t f i ió



Medidas para minimizar y corregir la eutrof izaciónEntre ellas se encuentran las siguientes:

- Limitar o prohibir vertidos domésticos y agrícolas en ecosistemas

acuáticos con escasa dinámica.- Depurar las aguas residuales antes de su devolución al receptor.

- Disminuir el contenido de los polifosfatos de los detergentes.

- Inyectar oxígeno puro en lagos y embalses afectados.

- Añadir oxígeno al agua para evitar el crecimiento de algas

cianofíceas.

Efectos de la contaminaci ón de aguas



Efectos de la contaminaci ón de aguassubterráneas: sobreexplotación y

salinizaciónDadas las características de las aguas subterráneas, escasa dinámica

y baja capacidad autodepuradora (contiene pocos microorganismosy bajo contenido en oxígeno).

Puede ser puntual, con un foco localizado (vertedero, fosa séptica,fugas de aguas residuales) o difusa, afectando a zonas másextensas (fertilizantes en agricultura de regadío, por lixiviado,vertido de granjas ganaderas).

Deben aplicarse medidas que prevengan o disminuyan su

contaminación:- limitación de ciertas actividades en zonas próximas a los acuíferos

- control de los vertidos

- instalación de depuradoras

La sobreexplotación de un acuífero se ocasiona al extraer agua



La sobreexplotación de un acuífero se ocasiona al extraer aguaen cantidad superior a su capacidad de recarga, lo que puedeprovocar un descenso del nivel freático y producir hundimientos delterreno.

Si la sobreexplotación tiene lugar en acuíferos costeros, se originael fenómeno de la intrusión salina.Los acuíferos que desaguan en el mar conservan el agua dulcegracias a la presión.La sobreexplotación del acuífero reduce la presión y se produce la

intrusión del agua del mar.El agua del mar, con su carga de sales y su mayor densidad invadeel espacio libre en el acuífero produciendo una salinización del aguasubterránea.

La concentración elevada de sales inutiliza el agua para usos

domésticos y agrícolas.



Depuración artificial difícilDepuración artificial fácil

Autodepuración lentaAutodepuración rápida

Contaminación no visible y difícil

de detectar

Contaminación visible y fácil de

detectar

Difícil de proteger Fácil de proteger

Difícil de contaminar Fácil de contaminar

Agua subterránea Agua sup erf icial

Efectos de la contaminaci ón del agua



Efectos de la contaminaci ón del aguadel mar: mareas negras

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

Su contaminación por vía natural es muy pequeña y puede sereliminada por mecanismos de autodepuración.

El bl d l tid d t ól l di l



El problema del vertido de petróleo en los mares radica en lacontaminación por vertidos incontrolados, accidentes de barcoscargados de petróleo, así como por actividades industriales

realizadas en ellos, como las extracciones de petróleo en lasplataformas petrolíferas, que pueden dar lugar a escapes queocasionen también mareas negras.

Los efectos producidos por los vertidos de petróleo dependen deltipo de éste (si es crudo o si ha sido sometido a tratamiento de

refinado), las cantidades, la distancia a la costa y las característicasdel mar u océano donde se produce el vertido.

Actualmente se vierten al mar entre tres y cuatro millones de toneladasde petróleo. El 12% proviene de accidentes de petroleros y el restode la limpieza de tanques, barcos y vertidos de refinerías e

industrias.

Los vertidos de petróleo o derivados sufren una serie de procesos



p pnaturales que permiten su eliminación:

- los hidrocarburos ligeros se evaporan, debido a la velocidad delviento y a la temperatura. Ej: metano

- fotooxidación de los componentes de superficie por acción del O2

del agua cambiando el color de la mancha de petróleo

- dispersión de los componentes gaseosos que forman gotas; se vefavorecido por el oleaje

- emulsión que da lugar a una mezcla viscosa del crudo con el aguadenominada chapapote , que dificulta la recogida del crudo

- disolución de pequeñas cantidades

- sedimentación de las fracciones más pesadas, que se integran a lossedimentos del fondo en forma de alquitrán

- degradación por acción bacteriana de moléculas disueltas,dispersas o sedimentadas.



Efectos de las mareas negras



Efectos de las mareas negrasEntre ellos están:

- muerte de organismos marinos por hundimiento al perder laflotabilidad o pérdida de calor al alterarse el aislamiento térmico porla impregnación de crudo en plumas y pelos

- las algas morirán por incapacidad para realizar la fotosíntesisdebido a la falta de luz, y todos los organismos que se alimentan deellas desaparecerán también

- envenenamiento en los organismos de las cadenas tróficas, es laingestión del crudo y los efectos tóxicos provocados por suscomponentes

- en los vertidos próximos a la costa se alteran las actividadespesqueras (disminución de bancos de peces y crustáceos) yturísticas (deterioro de las playas)

- destrucción de ecosistemas de gran valor ecológico como

marismas, manglares y arrecifes de coral- impregnación de las rocas del fondo y de la costa.

Para eliminar la contaminación producida por las mareas negraspodemos aplicar:



podemos aplicar:

Medidas preventivas

- Elaboración de reglamentos y leyes que regulen las actividadescausantes.

- Exigencia de buques de doble casco para el transporte de crudo ysustancias peligrosas.

- Vigilancia de los petroleros mediante satélites.

Medidas correctoras- Barreras flotantes de contención, para cercar el vertido; son

efectivas cuando las aguas están en calma y los vertidos sonreducidos.

- Barreras químicas en las que se utilizan detergentes, disolventes yfloculantes, que eliminan el petróleo flotante y permiten la

absorción por succión (mediante bombas de aspiración oespumaderas) y posterior asimilación de los productos por elplancton y la oxigenación del agua. Se aplican en mar abierto.

- Empleo de agentes dispersantes (los tensoactivos rompen los



Empleo de agentes dispersantes (los tensoactivos rompen loshidrocarburos en partículas más pequeñas) que formen emulsionesque puedan ser biodegradadas.

- Utilización de agentes de hundimiento llamados floculantes(compuestos orgánicos que se fijan a las partículas sólidas creandopuentes que suprimen todo movimiento aislado de las partículasincrementando la velocidad de sedimentación), como arcillas ocenizas que lo depositen en el fondo, pero el inconveniente es lacontaminación de los fondos.

- Combustión del vertido, medida que produce contaminación del aire(lluvia ácida al producir la liberación de SO2 y NOx).

- biorremedi ación , método más eficaz y ecológico que se basa en eltratamiento con bacterias manipuladas genéticamente(Pseudomonas putida, Pseudomonas oleovorans, Methybacterium)que degradan selectivamente los hidrocarburos al emplearlos en su

metabolismo.

Ejercicios



Ejercicios

25. Observa la figura y:

a) Explica la relación que se observa entre la concentración de O2

en el agua y la cantidad de seres vivos presentes. Indica losorganismos más abundantes en las aguas, cuando la concentraciónde O2 es mayor.

b) ¿A qué crees que se deben las variaciones en las cantidades deO2 disuelto durante los años 50 a 80 en las aguas del Rhin?

c) Expón algunas razones que permitan explicar la recuperación del

O2 en las aguas del río a partir de los años 80 y por tanto elrestablecimiento de su fauna acuática.

26. Observa la gráfica y contesta a las siguientes preguntas:



a) ¿Cuál es el efecto que provoca el vertido de aguas residualesdomésticas en el receptor?

b) ¿Qué proceso tiene lugar aguas abajo y cuál es su influenciasobre la cantidad de oxígeno disuelto?

c) ¿Qué medidas de carácter familiar son útiles para evitarenfermedades producidas por los organismos patógenos del agua?

27. Observa los dibujos y responde a las siguientes preguntas:



a) ¿Qué tipo de contaminación se produce en el agua en ambosdibujos?¿A qué afecta?

b) ¿Qué diferencia existe entre los mecanismos de la contaminacióndel agua producida en a) y en b)?

28 ¿Qué quiere decir que un contaminante es bioacumulativo? ¿Qué



28. ¿Qué quiere decir que un contaminante es bioacumulativo? ¿Quéconsecuencias tiene este tipo de contaminantes en losecosistemas?

29. ¿Por qué la eutrofización se produce con más facilidad en aguaspoco agitadas?

30. En el estanque de un parque han proliferado masivamente lascarpas debido a que los visitantes acostumbran a arrojar pan en elagua para alimentarlas. ¿Crees que es acertada, desde un punto devista medioambiental, esta costumbre?

31. ¿Por qué depuramos el agua antes de verterla a los ríos, si en ellosse autodepura?

32. Lee el texto y contesta las preguntas: La escorrentía de

fertilizantes crea un zona muerta en el Golf o de México.

El Golfo de México tiene gran importancia para el turismo, la pesca, eltransporte mar ítimo y la explotación de gas y petróleo, y para las zonas

pantanosas, que constituyen el hábitat del 75% de las aves acuáticasmigratorias de América del Norte. Este golfo es también un puntoconflictivo por las amenazas para sus ecosistemas marinos y rec ibe un



33. Observa el dibujo y contesta a las siguientes cuestiones:



j y g

a) De los pozos señalados en el dibujo, indica cuáles se veríanafectados por procesos de contaminación. Razona tu respuesta.

b) Indica en cada uno de ellos el origen de la contaminación.

34. ¿De dónde procede el oxígeno disuelto en el agua? ¿Crees que es



34. ¿De dónde procede el oxígeno disuelto en el agua? ¿Crees que esimportante que el agua lleve oxígeno en disolución?

35. Observa el dibujo y realiza las siguientes tareas:

a) Enumera razonadamente los principales contaminantes quepodrían encontrarse en la zona de las flechas rojas del río.¿Quéemplearías para detectarlos?

b) Explica el proceso natural que ocurriría en el río a partir de esazona.

c) Si se tratara de buscar la sostenibilidad de la zona, ¿quémedidas propondrías?

36. Se han recogido en una zona de un río los siguientes datos sobre



la calidad del agua investigada: 70 a 100 mg/l DBO; 2.000.000 debacterias/cm3. Interprétalos y nombra algunos tipos de organismosque podrían vivir en estas aguas.

37. Con los datos aportados a continuación, calcula el grado decontaminación de un río o de su tramo, en el que con frecuencia seobserva la presencia de organismos oligosapróbicos y con carácterocasional de B-mesosapróbicos.

38. Teniendo en cuenta la abundante información que se difundió por



todos los medios de comunicación en relación con el desastre delpetróleo Prestige. Contesta las siguientes cuestiones:

a) ¿De qué factores dependen los daños que ocasiona una mareanegra? Cita y explica dos de ellos.

b) Indica y comenta dos medidas de protección que deban tenerseen cuenta ante una marea negra.

c) Nombra dos daños ambientales y otros dos socioeconómicosderivados de una marea negra.

d) Comenta las soluciones destinadas a paliar este desastre.39. ¿Qué efectos produce la disminución del nivel de oxígeno en el

agua?

40.¿Qué efectos tienen los detergentes fosfatados sobre lagos yembalses?

41. ¿En qué consiste la contaminación hídrica que producen lascentrales térmicas?

41. Explica una forma de regulación natural de un río y otro artificial.



42. Expón al menos cuatro causas para explicar por qué existe máscontaminación en las aguas del mar Mediterráneo que en las del

océano Atlántico.43. ¿Crees que cubrir los cultivos con plásticos constituye una medidaaceptable para evitar la pérdida de agua en la agricultura? Razonala respuesta.

44. ¿Por qué puede ser alta la DBO en un río?

Gestión del agua: planificaci ónhidrológica y medidas para el uso



hidrológica y medidas para el usoracional del agua

Gestionar es administrar un recurso para asegurar su distribución,hacerlo llegar a toda la población en condiciones adecuadas yestablecer medidas para conseguir un uso racional del mismo.

Las actuaciones de los pueblos con un elevado bienestar, suficientedesarrollo tecnológico y una política de educación ambientaltenderán a reducir el consumo, optimizar el recurso, rebajar loscontaminantes biodegradables (sustancia que puede destruirse,transformarse y consumirse gracias a la actividad de los seresvivos) y eliminar los no biodegradables.

En los países del tercer mundo la accesibilidad al agua de consumoconstituye un indicador de su nivel de desarrollo.

vMedidas de carácter generalPueden tomarse en:



Pueden tomarse en:Ø Las ciudades

ü Buen mantenimiento de las tuberías de distribución para evitar

pérdidas, que pueden llegar a ser de un tercio del aguadistribuida.ü Utilizar electrodomésticos de bajo consumo y a plena carga.ü Instalar sistemas con economizador de agua en grifos,

cisternasü Mantener hábitos de ahorro, como cerrar el grifo cuando no

utilizamos el agua, ducharse en vez de bañarse, no dejar correren grifo mientras nos cepillamos los dientes.ü Sustituir el césped por plantas autóctonas, especies xerófiticas

(con bajos requerimientos hídricos) y árboles que no precisenriegos permanentes.

ü Tarificación por bloques, que consiste en poner un precio másbarato a los primeros metros cúbicos consumidos, con lo que sepenaliza el derroche y se favorece el ahorro de agua de usourbano.

ü Solo utilizar agua para limpiar las calles cuando seaestrictamente necesario.

Ø La agricultura



Es el sector productivo que derrocha más agua:

ü Empleo de sistemas ahorradores y eficaces, como los

miniaspersores o el goteo al pie de planta.ü Sembrar cultivos mejor adaptados a las

características del suelo y del clima, y a la

disponibilidad de agua en cada región. Ej: el

cultivo de maizales se está extendiendo por la

Mancha y está ocasionando un desmesuradoconsumo de agua subterránea, que conlleva la

sobreexplotación de los acuíferos y provoca la

desecación de humedales tan importantes como

el Parque Nacional de las Tablas de Daimiel.

ü Obligación a largo plazo, impuesta por la UE, de cobrar el aguaconsumida a su precio real, lo que obligará a un ahorro en loscultivos y a su adecuación a la zona en la que son implantados,ya que la mayoría dejarán de ser competitivos.

Ø La industria



Necesita adaptarse a los nuevos usos:

ü Instalación de depuradoras en las industria y, si les fuera

inevitable verterlas sin concluir la depuración deben pagar elcanon correspondiente para que otros depuren por ellos.

ü Ajustar sus procesos productivos para ahorrar y aprovecharmejor las aguas.

ü Las administraciones deben incentivar con subvenciones a lasempresas para que reduzcan su consumo, aplicando tarifas que

se ajusten al precio real del agua, primando el ahorro ypenalizando el derroche.

ü Fomentar la reutilizacireutilizacióónn del agua usada y sacar provecho en unsegundo uso, por ejemplo, las aguas urbanas parcialmentetratadas son ricas en nutrientes y pueden reutilizarse para elriego; con ello se abaratan los sistemas de tratamiento y duranteel segundo uso se ahorran abonos y fertilizantes, además, no senecesita extraer tanta agua para riego.

ü Potenciar la regulaciregulacióón naturaln natural favoreciendo la formación del d l t ió b t d l bó



suelos y conservando la vegetación, sobre todo la arbórea, queintercepta la lluvia y favorece la retención y la recarga deacuíferos. Posteriormente, los suelos irán sacando a lasuperficie el agua de forma gradual a lo largo de un tiempoprolongado.

vMedidas técnicasFavorecen el aprovechamiento del agua:



p gØ Las presas

Son muros artificiales colocados en los

cauces de los ríos para regular sucaudal, reteniendo el agua cuando hayexcedentes y solándola cuando haysequía.Su fin es asegurar los abastecimientosurbanos, los regadíos y la producción de energía eléctrica.Algunos embalses almacenan tanta agua como la que el ríotransporta durante todo el año hidrológico.

Los canales y los trasvases

Son conducciones que comunican los lugares donde se consume elagua con las regiones donde es más abundante.En España son especialmente importantes debido a que las lluvias

distribuyen el agua de forma muy irregular, y los consumos parausos agrícolas y urbanos han crecido más, precisamente, en laszonas con menos agua potable.

Ø Los pozos y sondeos pueden proporcionar agua de calidad paracualquier tipo de uso sobre todo cuando la cantidad y la calidad del



cualquier tipo de uso, sobre todo cuando la cantidad y la calidad delagua superficial disponible disminuye.

Con frecuencia, los acuíferos superficiales y los subterráneos estáncomunicados, por lo que hay que controlarlos tanto como lascaptaciones superficiales, ya que el agua subterránea es un recursorenovable y su velocidad de reposición suele ser muy lenta.

Las personas y las instituciones tiene responsabilidad sobre laimportancia de las aguas subterráneas ya que las aguassuperficiales son cada vez más difíciles de embalsar debido a loscostes, los riesgos y los problemas sociales que ocasiona al ser cantidades inmensas e inundar extensos territorios.

Ø La desalación sirve para aumentar los recursos hídricos separandol l d l



la sal del agua.

Se puede realizar mediante:

üü ÓÓsmosis inversasmosis inversa utilizando membranas con poros tan pequeñosque no dejen pasar los iones salinos, pero sí las pequeñasmoléculas de agua cuando se aplica una presión mayor de dosveces la presión osmótica. De este modo, a un

lado queda el agua enriquecida en sal, y al otro,

el agua embalsada.

üü CalentamientoCalentamiento del agua del mar o variando lapresipresióón atmosf n atmosf ééricarica hasta la evaporación y

posterior condensación, lo que proporciona

agua desalada, aunque estos procedimientos

son más caros.

üü Cambio iCambio ióóniconicoüü ElectrodiElectrodiáálisislisis



No hay que olvidar que las desaladoras arrojan al mar ingentescantidades de salmuera, que aumentan su salinidad y perjudican

la vida marina, especialmente los ecosistemas costeros.



vMedidas políticas



Consisten en elaborar leyes y en garantizar su cumplimiento.

Deben atender las demandas urbanas, agrícolas , industriales,recreativas, etc., sin olvidar la importancia del mantenimiento de losecosistemas.

En los países desarrollados existen leyes muy estrictas que regulanla contaminación, pero, con frecuencia, los procesos productivos deestas naciones se trasladan a otras naciones en vías de desarrolloque se conoce como movimientos transfronterizos , produciéndosela exportación de los problemas ambientales.

Tratamiento del agua para el consumo



g p

El agua natural debe ser sometida a tratamientos y procesos que laconviertan en agua potable.



g p

La potabilización del agua captada se realiza en Estaciones deTratamiento de Aguas Potables (ETAP)

La potabilización consta de tres etapas:

1º L d t ió d tí l ió i



1º La decantación de partículas en suspensión se consiguemanteniendo el agua en reposo y se mejora añadiendo floculantes(compuesto que ayuda a que una sustancia dispersa coloidalmentese aglutine en partículas, flóculos, y se separe del líquido que lacontiene) de sales sencillas (sulfato de aluminio) o polielectrolitosque aglutinan a las partículas pequeñas.

2º El filtrado se realiza haciendo pasar el agua a través de lechos dearena, que se limpian periódicamente mediante circulación inversa

del agua para arrastrar la suciedad acumulada.

A continuación se airea para eliminar los gases que pueda contener,mejorar las características organolépticas y ajustar el pH y la



mejorar las características organolépticas y ajustar el pH y ladureza.

3º La desinfección se lleva a cabo con:

- clorocloro, poderoso oxidante y desinfectante, barato y fácil decontrolar; actúa a nivel enzimático, bloqueando las funcionescelulares de los microorganismos del agua

- hipocloritohipoclorito, más fácil de aplicar, más barato y con una accióndesinfectante continua durante el recorrido por la red de

distribución; su inconveniente es que da al agua un sabordesagradable

- cloraminacloramina, compuesto que resulta de la unión del cloro con elamonio; se emplea en estaciones de tratamiento alejadas de laszonas de consumo, ya que éstas permanecen mucho más tiempoen el agua que el cloro libre

- ozonoozono, con una acción inmediata sobre los virus, y las radiacionesradiacionesultravioletasultravioletas, que son muy eficaces pero más caros.

Por último, se puede añadir los denominados tratamiento de afine ,



como:

ü La neutralización, que reduce la acidez del agua empleando

reactivos (sosa o cal)ü El ablandamiento para reducir la dureza del agua y evitar

deposiciones calcáreas en las conducciones de la red deabastecimiento de agua potable.

En algunos países desarrollados se han detectado antibióticos en elagua potable de suministro urbano. Estos medicamentos aparecenen fluidos procedentes de hospitales, clínicas veterinarias y centrosde investigación. Su presencia disminuye el número demicroorganismos que contribuyen a mejorar la calidad del aguapudiendo perderse su capacidad autodepuradora.

La potabilización es un proceso más o menos intenso según la calidaddel agua y finaliza cuando se consiguen buenas características



del agua y finaliza cuando se consiguen buenas característicasorganolépticas y la ausencia de riesgos sanitarios para la población.

Sistemas de tratamiento de aguasresiduales



residuales

Los sistemas de depuración tratan de devolver al medio natural el aguacon unas características (físicas, químicas o biológicas) lo másparecidas a su estado natural o, al menos, con unas característicasque hagan posible que el receptor y sus mecanismos deautodepuración recuperen ese estado natural.

En el pasado, cuando la contaminación que se introducía en el aguano era muy elevada, el agua residual se arrojaba al río, se diluía enun gran caudal y se autodepuraba en el medio natural.

Sin embargo, en la actualidad, el agua usada debe conducirse por lared de alcantarillado para ser tratada.

Hay dos sistemas de depuración:



v Depuración natural o blanda

Se basan en reproducir los procesos de autodepuración bajocondiciones especiales, realizándose mediante la actividadmetabólica de los seres vivos.

Para pequeñas poblaciones el método de los filt ros verdes consiste

en verter las aguas sobre unas parcelas donde los microorganismosdel suelo y la vegetación llevan acabo el proceso depurativo.

Para el tratamiento de las aguas residuales de viviendas unifamiliaresaisladas en el campo se emplea la fosa séptica Tienen



aisladas en el campo se emplea la fosa séptica. Tienencompartimentos o cámaras separadas por tabiques, donde serealiza la digestión anaerobia de la materia orgánica. Cuantas más

cámaras tenga una fosa, mejor será la depuración. Es muyimportante el riesgo de fugas que pueden contaminar las aguassubterráneas cercanas.

Para aguas residuales procedentes de pequeños núcleos de poblacióny zonas con pocos recursos económicos, el sistema empleado es el



y zonas con pocos recursos económicos, el sistema empleado es ellagunaje , mediante la construcción de lagunas artificiales que sellenan con el agua haciéndola permanecer allí durante meses,

tendiendo lugar la sedimentación de materiales sólidos ensuspensión y la degradación de la materia orgánica (se hidrolizan).

La ventaja es que se consiguen buenos rendimientos con un costemínimo.

El mayor inconveniente es que ocupa extensos terrenos próximos alas poblaciones.

Existen tres tipos de lagunas:

Ø Lagunas aerobi as son estanques poco profundos (0 6 m) y de



Ø Lagunas aerobi as, son estanques poco profundos (0,6 m) y deextensa superficie con el fin de facilitar los procesos dedescomposición aerobia de la materia orgánica del agua residual.

El tiempo de residencia del agua es de 14 días.

Ø Lagunas anaerobias , son estanques de pequeña superficie, peromuy profundos (más de 3 m), para crear condiciones de anoxia quefavorecen los procesos de descomposición anaerobia.

El tiempo de residencia es de 5 días.

Ø Lagunas f acultativas que combinan ambosprocesos. Tienen una profundidad de 1,5 m

y en ellas permanecen 45 días, por eso es

necesario que sean de gran extensión superficial.

En la parte superior hay algas (con gran actividad

fotosintética) que utilizan como nutrientes losproductos que ascienden desde las zonas más

profundas, donde existen bacterias anaerobias.

v Depuración tecnológica o duraSe realiza por medio de un conjunto de mecanismos existentes en



Se realiza por medio de un conjunto de mecanismos existentes enlas Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales (EDAR).



Estos sistemas requieren unas inversiones grandes en instalaciones,equipos y energía; de ahí que existan dificultades para una mayor extensiónde su aplicación en países y poblaciones con baja potencialidad económicay social.

Son las únicas eficaces para limpiar el agua procedente de medianas y

grandes poblaciones.La ventaja que presenta es la mayor rapidez y el mayor volumen de ladepuración.

En una estación depuradora podemos diferenciar:

Ø L lí d



Ø La línea de agua

Es el camino que recorre el agua residual desde su llegada a la

estación hasta su vertido final en el receptor (color azul en la figura)Los tratamientos que constituyen son:ü Pretratamiento

Es la separación de sólidos en suspensión o flotantes de grantamaño y densidad.Para ello se realizan los siguientes procesos:§§ Desbaste o retenciDesbaste o retencióónn

A través de rejas gruesas o finas de losmateriales más voluminosos queposteriormente, mediante una cintatransportadora se depositan encontenedores para su transporte avertederos o incineradoras.

§§ DesarenadoDesarenado

Sistema de circulación del agua en cámaras a



gvelocidades controladas para provocar el depósito dearenas en el fondo y su posterior extracción y

eliminación.Para evitar malos olores se procede a inyectar airedurante este proceso.

§§ DesengrasadoDesengrasado

Eliminación de grasas, aceites y otros materiales

flotantes como pelos o fibras mediante los mismosprocedimientos que el desarenado.

Las grasa, menos densas, se quedan en la superficie yal inyectar aire (aireación) facilita aún más lapermanencia en superficie de los materiales, que sonretirados con dispositivos de recogida superficial.

Ambos procesos, desarenado y desengrasado se suelenrealizar juntos.

üTratamiento primario

Consiste en la separación de sólidos en suspensión y



material flotante que no han sido retenidos en elpretratamiento. Se produce en el siguiente orden:

§§ DecantaciDecantacióónnEn los llamados decantadores primarios , que sontanques en forma circular o rectangular con mecanismosde extracción de grasas y fangos.

§§ FloculaciFloculacióónn



Mediante el empleo de productosquímicos (iones, sales minerales, )

que se combinen con los sólidos ensuspensión, formando agregados,flóculos, de mayor tamaño, lo quefacilita la sedimentación.

§§ NeutralizaciNeutralizacióónn

Ajuste de pH que permitan lostratamientos posteriores.

üTratamiento secundario

Procesos biológicos complementados con un sistema de



decantación secundario cuya finalidad es eliminar la materiaorgánica (hasta el 50%).

Hay varios procesos a utilizar:§§ Fangos o lodos activosFangos o lodos activos

Consiste en colocar el agua residual en depósitos degrandes dimensiones bajo condiciones aerobias, demodo que las bacterias presentes en el agua o las que

se añaden para agilizar el mecanismo degraden lamateria orgánica mediante procesos de oxidación.

Los organismos aerobios tienen mayor actividadmetabólica y no se generan malos olores ni gasespeligrosos.

Para ello se necesita un aporte de oxígeno que se

realiza mediante turbinas o difusores.Esto da lugar a una masa de lodos que son eliminadospor un sistema de decantación secundaria.

§§ Lechos o filtros bacterianosLechos o filtros bacterianos

Depósitos que contienen una extensa masa de materia



epós tos que co t e e u a e te sa asa de ate ainerte (piedras silíceas, trituradas, fragmentos sintéticos)muy porosa y sobre la que se adhieren los microorganismosdescomponedores formando una biopelícula.El agua residual se hace pasar a través del filtro, en formade lluvia, y los microorganismos van degradando la materiaorgánica.

ü Tratamiento terciarioSon métodos avanzados realizados para extraer materiaorgánica suplementaria no eliminada anteriormente o parareducir nutrientes como N (nitratos), P (fosfatos) y agentespatógenos y metales pesados que no se retienen en losprocesos anteriores.

Su empleo posibilitaría la reutilización del agua depurada.

ü Desinfección

Es un tratamiento destinado a evitar problemas de salud debidoa la existencia de bacterias y virus patógenos en el agua.S ( f



Se suelen aplicar procesos de cloracicloracióónn (emplea cloro en formade gas), la ozonizaciozonizacióónn y el empleo de lámparas ultravioletasultravioletas.

Como resultado de los procesos se ha originado una concentración decontaminantes, de apariencia líquida, que se denominan fangos olodos , cuyo tratamiento se realiza en la línea de fangos.

Ø Línea de fangos o biosólidosComprende los siguientes procesos:ü Espesamiento de fangos

Se reduce el volumen eliminando la mayor parte del agua quecontienen.Para ello se emplean los espesadoresespesadores, que se basan en

mecanismos de gravedad o flotación.

ü Estabilización de fangos

Para eliminar la materia orgánica presente en ellos.



g p

- En pequeñas instalaciones se realiza de forma

aerobiaaerobia mediante la oxidación de la materia orgánica,para lo cual se necesita un aporte de oxígeno. Pero esun sistema muy caro.

- En la mayoría se realiza la estabilización anaerobiaanaerobiaen los digestoresigestores, que son depósitos cerrados dondetienen lugar reacciones de fermentación que

estabilizan la materia orgánica, transformándola en ácidos ygases (como el metano y el dióxido de carbono, que forman elllamado biogás, utilizado como combustible)

ü Acondicion amiento químico

Mediante la adición de compuestos (cal, cloruro férrico) o calor a

presión, para provocar la coagulación de sólidos y facilitar elsiguiente proceso.

ü Deshidratación

Se lleva a cabo mediante secado, filtros prensa y centrifugación,para eliminar el agua que todavía contienen los fangos.



Estos pueden ser recogidos para:

- su traslado a vertederos

- sufrir procesos de incineración para obtener energía, lo queconllevaría problemas de contaminación atmosférica

- fabricación de fertilizantes y compost para su posterioraplicación en agricultura.



Ø Línea de gas

Los gases producidos son una mezcla de metano, dióxido de carbono



Los gases producidos son una mezcla de metano, dióxido de carbonoy vapor de agua (biogás).

El gas resultante puede ser:- reutilizado para aportar parte de la energía que la plantadepuradora necesita para su funcionamiento.

- el no utilizado se suele quemar en una antorcha que tienen lasestaciones depuradoras.

45. ¿Crees que cubrir los cultivos con plástico constituye una medidaaceptable para evitar la pérdida de agua en la agricultura? Razonatu respuesta.



tu respuesta.46. ¿Por qué crees que la región receptora de un transvase debe

pagar un canon a la que cede el agua?47. ¿A que llamamos agua potable? ¿Son potables todas las aguas

naturales? ¿Qué diferencia hay el agua potable y el agua pura?Argumenta tus respuestas.

48. Andalucía cuenta con más de 5.000 hm3 de agua al año. ¿A quécrees que se debe el que en esta comunidad cuando no llueve hayarestricciones de agua, y cuando llueve, grandes inundaciones?

49. ¿Crees que es una práctica conveniente para la salud delconsumidor regar las hortalizas y los árboles frutales con aguasresiduales?

50. ¿Por qué no se hace tratamiento terciario en todas las EDAR?¿Qué consecuencias provoca este hecho sobre los residuos querecibe un río?

51. Indica las diferencias entre los sistemas naturales y los sistemas dedepuración tecnológica.

52. La cantidad de agua dulce de que disponemos es suficiente parasatisfacer la necesidad de toda la población humana. ¿Por quécrees entonces que en torno al 40% de la población mundial sufreescasez grave de agua?

53. Comenta la siguiente afirmación del doctor Halfdan Mahler, directoremérito de la OMS: El número de grifos por cada mil personas esmejor indicador de la situación sanitaria de un país que el número



mejor indicador de la situación sanitaria de un país que el númerode camas de hospital .

54. Justifica el hecho de que el consumo mundial de agua embotelladaaumenta considerablemente cada año, a pesar de que su precio esmucho más alto que el del agua del grifo.

55. ¿Por qué las intensas lluvias favorecen la nitrificación de cauces yacuíferos?

56. El principal motivo de las restricciones de agua que se producen enalgunas localidades en épocas de escasez no es la cantidad de

agua consumida por los habitantes. ¿A qué crees que se debeentonces dicha medida?

57. ¿Qué precauciones se deben tener con los lodos que salen de lasdepuradoras?

58. ¿Qué significa que, para estimular el ahorro y el uso restringido deagua, esta debería cobrarse a un precio más aproximado a su coste

real?

El sistema de Control de Calidad deagua en la Comunidad de Madrid



agua en la Comunidad de Madrid

La OMS, la Unión Europea (Directiva 2000/60/CE), los países y lascomunidades autónomas establecen normas que regulan la calidadde las aguas.

Estas normas pueden ser modificadas por organismos de inferiorrango, países o comunidades autónomas exclusivamente para

aumentar las exigencias de calidad.

Las normas más estrictas se aplican a las aguas potables que debencumplir sesenta y dos parámetros. Entre las principales normativassobre la calidad de las aguas para consumo humano son:



sobre la calidad de las aguas para consumo humano son:

- Directiva 98/83/CC del Consejo de la Unión Europea tiene porobjeto proteger la salud de las personas de los efectos adversosderivados de cualquier tipo de contaminación de las aguasdestinadas al consumo humano garantizando su salubridad ylimpieza .

- Real Decreto 154/94 regula las aguas superficiales susceptiblesde ser destinadas al consumo humano.

- Real Decreto 140/2003 establece los criterios sanitarios de lacalidad de esas aguas.



Mecanismos de obtenci ónA. La mitad del hidrógeno utilizado se extrae del gas natural, tras

hacerlo reaccionar con vapor de agua en un convertidor catalconvertidor catalííticotico.



p gEn dicho proceso se libera CO2 .

También se puede obtener a partir de otros combustibles fósiles(carbón y petróleo).

Por tanto, su producción implica un consumo de combustiblesfósiles y, a su vez, una emisión de CO2 a la atmósfera.

B. El mecanismo ideal sería a partir de la electrolisiselectrolisis, que consiste

en utilizar la corriente continua para descomponer el agua en susdos componentes: hidrógeno y oxígeno.

Sin embargo:

- este método aún se encuentra en fase de investigación porqueresulta 5 veces más caro que cualquier otro empleado paraobtener electricidad

- en cuanto a la procedencia de la energía utilizada seríaaconsejable el uso de fuentes de energía renovables.

C. Otro método cuya aplicación es aún más lejana se basa en laruptura de la molécula del agua por acción directa de la luz solar(fotfotóólisislisis)



(fotfotóólisislisis).

Ventajas- El hidrógeno se puede quemar para obtener energía, pero el

subproducto resultante (agua, helio, ), no es contaminante.

- Puede ser transportado por los gasoductos, en principio mezcladocon gas natural y cuando dicho combustible se agote seráreemplazado por el hidrógeno.

En mayo de 2003 comenzaron a circular por Madrid los primerosautobuses urbanos movidos por hidrógeno. En Bruselas yacirculaban desde 1994.

Pilas de combustibleSon una especie de baterías, pero a diferencia de ellas, no segastan porque convierten en electricidad la energía química del



gastan porque convierten en electricidad la energía química delcombustible, el hidrógeno, que entra en ellas junto con el oxígeno.

En el cátodo (polo -) de la pila se produce la ruptura del hidrógeno enH+ y electrones.

Los electrones son conducidos a través de un circuito, originando lacorriente eléctrica.

Los H+ atraviesan la pila y

se dirigen hacia el ánodo(polo +), donde reaccionacon el oxígeno liberandoagua.

No se emiten contaminantes.

Se suele emplear comocombustible en losautomóviles.

Energía de fusión nuclear La energía nuclear proviene de reacciones entre núcleos de

radioisótopos (distintos átomos inestables de un mismo elemento



radioisótopos (distintos átomos inestables de un mismo elementoquímico, con igual número de protones, pero no de neutrones).

Se denomina fusión a la unión de núcleos ligeros para dar origen aotro más pesado, liberándose en dicho proceso una enormecantidad de energía.

El Sol y las estrellas emiten energía en forma de luz y calor debido aque en su interior se producen fusiones nucleares.

Para lograr esta fusión es necesario que los núcleos iniciales venzanlas fuerzas electrostáticas de repulsión, normalmente mediante laintervención de energía térmica (100 millones de grados).



intervención de energía térmica (100 millones de grados).

A estas temperaturas, los átomos se encuentran en el cuarto estado

de la materia (plasma), constituido por los núcleos con cargapositiva ya que los electrones se han separado totalmente de ellos.

No existe ningún material que sea capaz de contener un plasma, poresta razón la única solución es almacenarlo dentro de botellasbotellasmagnmagnééticasticas donde fortísimos campos electromagnéticos lomantienen confinado circulando hasta alcanzar la temperatura de

reacción mediante inyección de energía. Este diseño de reactor esel de confinamiento magnético.



De todos los posibles isótopos se han empleado los más abundantes,dos isótopos del hidrógeno: el deuterio (D) y el tritio (T) que alunirse forman helio, liberan electrones y una gran cantidad deenergía (17 6 MeV)



energía (17,6 MeV).El tritio presenta problemas problemas de radiactividad, pues tiene

una vida media de 12 años. Para evitar su almacenaje, con elconsiguiente riesgo de escape, en el reactor se genera en elmomento de uso mediante reacciones nucleares con litio.

sis fluidos externos 2

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