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                                                                                EL CICLO DEL AGUA NATURAL            

                                                                                                         

          Cuando hace miles de millones de años, la tierra era una inmensa masa de magma en fusión y este empezó a emerger a través de volcanes, grandes cantidades de gases y vapores de agua fueron formando la atmósfera, posteriormente el vapor de agua se condensó al enfriarse la tierra y precipitó sobre ella en forma de lluvia , nieve y granizo que fueron ocupando las depresiones y creando los océanos, lagos y otros lugares donde quedaba retenida este agua, originando así el comienzo del ciclo del agua. Estas masas de agua fueron acumulando una serie de sustancias ( hidrógeno y metano) que dieron origen a la vida.

         El ciclo natural del agua es un proceso que se inicia al precipitarse el agua desde la atmósfera sobre los océanos y la tierra por la cual discurre o se infiltra para después volver a evaporarse, condensarse y volver a precipitarse en forma de lluvia, nieve o granizo. Este ciclo o movimiento del agua es mantenido por la energía radiante del sol y por la fuerza de la gravedad. Se ha llegado a estimar que cada dia el sol llega a evaporar del orden de un billón de metro cúbicos de agua.

           El ciclo del agua depende de una serie de factores interrelacionados como son : la cantidad de precipitaciones, el tiempo y el espacio en el que tienen lugar esas precipitaciones y las propias características del suelo terrestre (composición, estructura y vegetación de este), todo ello influyen en que los ciclos del agua muestren unas grandes diferencias entre distintas zonas de la Tierra, configurando asi y llegando de hecho a diferenciar la vida vegetal y animal y por supuesto del hombre en las distintas regiones de nuestro planeta. En definitiva el ciclo hidrológico condiciona de una forma general la vida en la tierra.  

     El ciclo natural del agua es afectado por la actividad del hombre al regular las aguas superficiales y explotar las subterráneas, desforestar grandes extensiones de bosques, y lo que aún es más grave, si cabe, contamina las aguas modificando la composición fisicoquímica de esta y comprometiendo su reutilización al dificultar a la naturaleza hacer su trabajo de limpieza (autodepuración) , de forma natural.

          Gracias al ciclo del agua , esta ha circulado continuamente una y otra vez por nuestro planeta, creando y manteniendo la vida y como suele decirse, estamos usando el agua que bebieron los dinosaurios. Las reservas de agua en la Tierra se mantienen practicamente similares a las iniciales , pero no asi su estado de conservación o calidad.

              La precipitación , la evapotranspiración y el flujo circulante son las acciones que  contribuyen al  balance global del circulo hidrológico  

           Del agua que existe en nuestro planeta, la mayor parte de ella, un 97 % , es agua salada y solo el 3 % restante está en los continentes como agua dulce. De esa agua dulce , el 77 % está formando los glaciares, el 22 % en los acuíferos subterráneos, y algo menos del 1 % restante ( es decir el 0.03 % del volumen total de agua de nuestro planeta), es de donde el hombre obtiene sus recursos de agua, distribuidos, por cierto, de forma muy desigual en los continentes, llegando a oscilar las dotaciones por habitante y dia entre 5 a 10 litros, en países y zonas subdesarrolladas, hasta 500 litros en los países más desarrollados    

 

Gráfico procedente de INFOAGUA

             El destino del agua dulce disponible es aproximadamente el siguiente:

             Agricultura ............. 66 %

              Industria ................ 25 %

              Consumo humano..  9 %   

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             A pesar de las inmensas cifras anteriores, según la Organización Mundial de la Salud, unos cinco millones de personas (principalmente niños), mueren al año en nuestro planeta por falta de agua potable y 1500 millones de personas no tienen acceso fácil a agua potable para beber y otros usos domésticos.  

                                  

                           EL CICLO INTEGRAL DEL AGUA

 

                El ciclo integral del agua se considera como un proceso de dos fases que conlleva la gestión del abastecimiento y el saneamiento del agua a poblaciones. Estas dos fases de abastecimiento y saneamiento , se completan en cinco etapas

                1) Captación del agua en las distintas fuentes de suministro (superficial o subterráneo).

                2) Transporte o aducción del agua hasta las estaciones de tratamiento, por medio generalmente, de canales y tuberías de gran diámetro.

                3) Tratamiento mediante el cual el agua es sometida a procesos fisicoquímicos que la hacen apta para el consumo, de acuerdo con las reglamentaciones correspondientes.

                4) Distribución del agua potabilizada a los puntos de consumo, mediante la apropiada red de conducciones y depósitos.

                5) Evacuación de las aguas usadas por medio del alcantarillado y su posterior tratamiento en depuradoras de aguas residuales, para volverlas  de nuevo a los cauces o directamente, a través de emisarios , al mar.

                    En algunas ocasiones puede llegar a producirse, tras una depuración  y desinfección adecuada, a la reutilización del agua depurada para fines principalmente de riego en jardinería, con el consiguiente ahorro de agua potable.

                  Del conocimiento del primer punto de la fase de abastecimiento, es decir del recurso agua y de la protección que en su lugar de origen o estancia así como de la eficacia del tratamiento aplicado y del mantenimiento y gestión adecuada en la red de distribución, dependerá en definitiva la calidad global del agua suministrada.

   

                Esquema de procesos biológicos en embalses

EUTROFIZACIÓN

            Es el desarrollo excesivo de algas en el interior de un embalse como consecuencia del aporte de sustancias favorables para su desarrollo. 

            Las algas microscópicas, como vegetales que son, obtienen la energía necesaria para su vida de la luz solar. Para su desarrollo necesitan sustancias orgánicas, además de CO2, compuestos de nitrógeno y fósforo que obtienen del agua. Estas sustancias, que llamamos nutrientes son las que regulan su crecimiento. El límite para su desarrollo es fundamentalmente el fósforo. El carbono y el nitrógeno, lo pueden obtener del aire (si se acabara el N de los compuestos inorgánicos nitrogenados disueltos que llegan a un embalse, algunas algas son capaces de obtener N del aire) por el contrario el fósforo que es imprescindible para su desarrollo, como sucede en los seres vivos solo lo pueden obtener del que haya disuelto en el agua y que a su vez proviene de los contaminantes vertidos de diverso origen.  

            Los nutrientes que más influyen en este proceso son los fosfatos y los  nitratos, siendo el fósforo el que más incide en la eutrofización en sistemas acuáticos de agua dulce.  Se suele considerar la eutrofización natural y la eutrofización antropogénica.

            La eutrofización natural es un proceso que de una forma natural ocurre en casi todos los sistemas acuáticos ya que todos ellos, aunque sea lentamente, reciben nutrientes.

            La eutrofización  antropogénica es la causada por los vertidos ya sean humanos, agrícolas o ganaderos.

            El nivel  de eutrofización de un agua se suele determinar mediante el análisis de clorofila de algas junto con el contenido de fósforo y nitrógeno

            Si en un embalse existen nutrientes, el desarrollo de las algas es bastante probable, ya que el otro factor necesario que es la luz, se da por supuesto hasta determinadas profundidades.  

            El fenómeno de crecimiento de las algas en un embalse es en cierto modo el inverso de la depuración biológica de un agua residual. En esta depuración se tiende a que la materia orgánica pase a ser inorgánica , en el caso de las algas, para su desarrollo, parten de sustancias inorgánicas  dando lugar a la formación de masas orgánicas, que son sus propios cuerpos. Por tanto si a un agua residual que va posteriormente a un embalse no se ha eliminado el fósforo, nos exponemos a que parte de la materia orgánica que se eliminó con la depuración sea formada de nuevo por las algas, por otra parte cuando las algas agotan los nutrientes de las capas superficiales, detienen su crecimiento, llegando a precipitarse hacia el fondo donde se descomponen y agotan el oxigeno de las capas más profundas, es decir tiene lugar un proceso de putrefacción consumiendo gran cantidad de oxigeno disuelto provocando en definitiva un deterioro del agua y del propio ecosistema.

            Las algas pueden originar en el mejor de los casos atascamiento de los filtros y en el peor malos olores y sabores y determinadas especies como las cianobacterias , pueden originar toxinas perjudiciales para la salud humana.  

    

                      Las aguas superficiales reciben cantidades excesivas de nutrientes por los vertidos urbanos e industriales y el arrastre de abonos agrícolas, principalmente.

                      El exceso de nutrientes provoca un crecimiento exagerado de algas y otras plantas acuáticas.

                     La descomposición de los restos de algas y plantas consume el oxígeno disuelto en el agua.

 

                      En el agua empobrecida en oxígeno no pueden desarrollarse otros organismos.

                  

CICLOS TÉRMICOS DE UN EMBALSE (Estratificación y mezcla)  

            La composición de las aguas en cuanto a características físico-químicas y biológicas en los embalses y lagos, no es homogénea, es decir, no están perfectamente mezclados sino que existen gradientes horizontales y sobre todo verticales (estratificación) motivadas por las diferentes temperaturas del agua, según las estaciones del año, de forma que unas veces está estratificado térmicamente y otras está en circulación. Las diferentes temperaturas ocasionan distintas densidades (máxima a 4º C).   La capa superior o epilimmión, fría en invierno y caliente en verano, protege o cubre a una capa más profunda, el hipolimmión, cuya temperatura es casi constante todo el año. En el intermedio de ambas zonas, existe una capa más estrecha, la termoclina, que está sometida a unos importantes cambios térmicos, correspondiéndole por tanto un importante gradiente de densidad motivado por el gradiente vertical de temperaturas y es esta capa la que aísla o dificulta la interacción entre las capas superficial y profunda          

            El ciclo térmico que tiene lugar es un embalse o lago templado, puede empezar al considerarse la época fría, en la que el agua a temperaturas próxima a 4º C (densidad máxima) tiende a hundirse removiendo a la masa de agua, favorecido por la acción del viento.  

            En los embalses y lagos templados durante el invierno, las diferencias de temperatura que existen entre la aguas profundas y las de la superficie no suelen ser suficientes para impedir su mezcla, por lo que en estas condiciones la distribución vertical de diferentes características o propiedades del agua se hacen más uniformes, por ejemplo las concentraciones de oxigeno y otros elementos nutrientes. Al ir aumentando las temperaturas por avance de la época del año, las capas superiores se calientan, disminuyen su densidad y flotan sobre la masa de agua más profunda y fría, lo que ocasiona cierta estabilidad. El calor ambiente va calentando la capa superficial y a su vez se va propagando hacia el interior y el agua se mezcla en superficie, ayudada por el viento, uniformizándose las propiedades del agua en un determinado espesor de la capa superior (epilimmión). A medida que el espesor de esta capa se va haciendo mayor, el gradiente térmico de la parte inferior de esta capa va aumentando por incorporarse a esta parte inferior capas más profundas y frías; este aumento del espesor del epilimmión origina que la distancia hasta la superficie (por donde entra la energía) sea cada vez mayor, provocando que el proceso de crecimiento del espesor de la capa sea cada vez más lento e incluso llega a detenerse, quedando la termoclina a una distancia que dependerá de la intensidad de la radiación solar y del viento.  

            Al llegar el otoño e ir enfriándose las capas superiores, la densidad de esta agua aumenta y se hundirá hasta la zona que le corresponda por densidad, pudiendo destruirse en pocos días la capa intermedia, (termoclíia), que había tardado meses en formarse.

 
   
            En los esquemas siguientes se muestran estos ciclos:

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Hay que señalar que este ciclo anual de mezcla y estrataificación térmica va acompañado por cambios en la concentración de nutrientes, lo que provoca el aumento del fitoplancton durante la primavera y a veces en las aguas templadas, también en otoño. Las bajas temperaturas e intensidad de la luz, limita este crecimiento en invierno. Como casos extremos, en los lagos polares, no existe termoclina, siendo en verano cuando el crecimiento de fitoplancton es mayor, y en los lugares tropicales la termoclina existe casi permanentemente, aunque en general en estos lagos suelen existir varios patrones de estratificación.  

                                                               

                                     

Gestión Avanzada de la Eutrofización de Aguas Superficiales a escala integral de Cuenca Hidrográfica.   Lucía López González.  Instituto Tecnológico de Galicia 

ROEM+ es un proyecto aprobado por la Comisión Europea dentro de la línea Política y Gobernanza Medioambiental del programa LIFE+ (LIFE11 ENV/ES/590). Se enmarca en el programa Life+ y extenderá sus trabajos hasta el año 2015

 

Eutrofizacion y nitratos :Documento publicado en la página  del Centro Rural de Información Europea (CRIE), promovida por la Comunidad Valenciana. Desde esta página, y a través de su apartado ¿Qué consumimos cada dia?, se puede acceder a otras publicaciones, tambien de CRIE, recogiendo temas como : El agua fuente de vida . El agua recurso natural. Contaminación del agua: Nitratos. 

Eutrofización - Estratificación y mezcla en los Grandes Lagos : Dos de los apartados (Cap. 2 y 4) de la página de Environment Canada (Programa Nacional de los Grandes Lagos). En esta amplia página, en inglés, se describe en seis capítulos y disversos diagramas y mapas, las características físicas, contaminación, ciclo hidrológico, geología, climatología, aguas subterráneas, población, agricultura, pesca,etc de la región de los Grandes Lagos.

Contaminación por detergentes. Eutrofización: Apartado inscrito dentro del capitulo " Contaminación del agua" de la página "DETERIORO AMBIENTAL" de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) y el Colegio de Ciencias y Humanidades (CCH), también de México.

Eutrofización :Publicación como Tema 11, Contaminación del Agua, del libro electrónico" Ciencia de la Tierra y del Medioambiente" de la Escuela Superior de Ingenieros Industriales de Navarra. Entre otros apartados, se trata en uno de ellos  de la Eutrofización, donde se recoge el concepto ded eutrofización, agua eutrófica y oligotrófica, fuentes de eutrofización.

Análisis y valoración de los embalses como ecosistemas. Articulo de Joan Armengol, publicado por la página de Rediris. Recoge tras un resumen, temas como :Clasificación ecológica de los embalses españoles.- La composición iónica del agua: factores climáticos y geológicos. -Estado trófico de los embalses españoles.- Eutrofización y ologotrofización. Estudio a largo plazo.- Los embalses como sistemas autodepuradores. Bases para mejorar la calidad del agua.

Eutrofización de aguas. Publicación de la página de ambientum.com.

Resumenes de tres articulos sobre eutrofización, presentados en la conferencia del Bloon de Algas en Tasmania 2000.

La gestión limnológica y el mantenimiento de la integridad ecológica en los embalses : Articulo de Agustín P. Monteoliva y Carlos Muñoz Bellido publicado en OP, Revista del Colegio de Ingenieros de Caminos , Canales y Puertos y presentada en la página de Hispagua.

Eutrophication. Articulo de G.Fred Lee, del  Institute for Environmental S the University of Texas.

La lucha contra la eutrofización de ríos, lagos y embalses. Artículo, en francés, de Eric Pouilleute, publicado por la Université de Picardie Jules Verne.

Eutrofización. Página de la Escuela de Ingenieros Industriales de Navarra. Desde esta página se puede acceder a enlaces sobre eutrofización , como por ejemplo "Eutrofización en los Grandes Lagos", "Eutrofización en el Mar Báltico"

                                        

PROCESO DE EUTROFIZACIÓN DE AFLUENTES Y SU PREVENCIÓN POR MEDIO DE TRATAMIENTO DE EFLUENTES.

Por Ing. Mynor Romero. Facultad de Ingeniería – Revista Ingeniería Primero. No. 17 – Junio, 2010

CONTROL QUÍMICO Y BIOLÓGICO DE MATERIA ORGÁNICA EN EMBALSES.Articulo de Carlos D. Ramos y Jhon F.Narvaez.

Carlos D. Ramos
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, Jhon F. Narváez
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