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Tema 2: El agua en la naturaleza
1.- Utilidades del agua
El agua se puede usar donde se encuentra sin tener que extraerla:
Al pasar por las turbinas de una central hidroeléctrica para generar electricidad.
Como medio de transporte fluvial
Actividades deportivas en ríos, lagos, pantanos.
Asimilar y diluir residuos industriales y humanos.
También se puede extraer de donde se encuentra y utilizarla para:
Uso doméstico en viviendas, comercios, uso público en general.
En la industria de todo tipo.
Para regadío.
2.- Localización del agua
En la Tierra, el agua es la única sustancia que existe a temperatura ambiente en los tres
estados de la materia: sólido, líquido y gas.
Sólido en los glaciares y en los polos.
Líquido en las nubes de lluvia, en ríos, lagos, mares, aguas subterráneas, etc.
Gas, o vapor de agua, en la atmósfera.
El volumen de agua en la Tierra es de 1400 km3 de los cuales solo un 2,5% es agua
dulce. Pero no toda el agua dulce se puede utilizar.
La mayor parte del agua, el 97,5% se encuentra formando los mares y océanos (agua
salada)
Solo el 2,5% es agua dulce. De este 2,5% de agua dulce:
La mayor parte está sólida formando glaciares (67,8%)
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Una gran parte subterránea (31%)
Solo el 0,4% de toda el agua dulce son aguas superficiales y agua en estado
gaseoso en la atmósfera.
El agua que hay en los continentes en forma líquida puede estar visible o no.
A las que vemos les llamamos
aguas superficiales. Proceden
de la lluvia y el deshielo que
discurren con rapidez sobre el
suelo y alimentan arroyos,
charcas, ríos y lagos.
A las que no vemos las llamamos
aguas subterráneas, que
proceden de aguas de lluvia
infiltradas en el subsuelo,
descendiendo.
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¿Hasta dónde sigue descendiendo el agua?
Hasta que se encuentra una capa de rocas impermeables, y el agua se acumula sobre
ella, alcanzando una altura, variable según la época del año, que llamamos nivel freático.
El agua va rellenando los huecos del terreno, formando los acuíferos.
Los acuíferos a veces dan origen al nacimiento de ríos y constituyen la mayor reserva de
agua dulce en estado líquido.
3.- El agua para uso doméstico
Embalses
El método más usado por el hombre para retener agua son los embalses. Los embalses
tienen ventajas e inconvenientes:
Ventajas:
Un embalse regula el caudal de un río, almacenando el
agua de los periodos húmedos para utilizarla durante
los periodos más secos.
Para el abastecimiento de agua potable.
Para la generación de energía eléctrica.
Para uso recreativo.
Amortigua las crecidas de los ríos, evitando
inundaciones.
Inconvenientes:
Aumenta la erosión del lecho del río.
Disminuye el caudal medio del río, por lo que el hombre
tiende a construir donde no debe.
Disminuye el aporte de sedimentos a las costas, modificando la erosión de las
playas y deltas.
ACUÍFEROS
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Se van acumulando sedimentos en el fondo de forma que pueden llenar el embalse,
esto hace que la vida media del embalse se acorte.
Ocupa una gran extensión de terreno que queda sumergida bajo las aguas del
pantano.
La presa más grande del mundo
Está situada en China. Ha sido necesario
inundar varias ciudades y más de un
centenar de pueblos. Tiene una capacidad
de unos 40000 millones de m3 (casi los
tres cuartos del agua embalsada en toda
España). Se llama Presa de las Tres
Gargantas.
Desaladoras
Otra forma de aprovechar el agua, en este caso el agua del mar, es a través de
desaladoras. Abastecen de agua potable a sectores costeros donde suele escasear el
agua dulce.
La principal ventaja es que el agua del mar es un recurso inagotable. Pero este sistema
también tiene algunos inconvenientes:
Elevado consumo energético.
Produce como desecho la salmuera que tiene que ser devuelta al mar, perjudicando
la vida marina
Necesita obras de infraestructura para poder trasladar el agua desalada a donde es
necesaria.
Funcionamiento de una desaladora.
Para desalar el agua del mar se utiliza un
proceso llamado ósmosis inversa, se trata
de un sistema de membranas
semipermeable que retienen tanto la sal
como otras impurezas del agua.
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Trasvases
Otro método que se utiliza para que en zonas donde no hay agua la puedan tener son los
trasvases. Se trata de trasladar agua de la cuenca de un río a la de otro río diferente que
precise de este caudal.
En España funciona el trasvase del Tajo al Segura, inaugurado en la década de los 70.
En el caso de los trasvases hay que considerar el impacto en tres zonas:
Las zonas que ceden el agua
La zona que conecta ambas cuencas
Las zonas receptoras del agua
Captación y tratamiento del agua
Lo primero que hay que hacer con el agua es captarla, bien de aguas superficiales (ríos,
lagos, embalses,…) o de aguas subterráneas (pozos, manantiales,…).
Ahora hay que convertir esta agua en apta para el consumo humano, esto se hace en las
plantas potabilizadoras. El proceso sigue los siguientes pasos:
1. Tras la captación, el agua de ríos y embalses se lleva a presedimentación en
balsas preparadas para que sedimenten los materiales más gruesos.
2. Coagulación: Forzamos la sedimentación de las partículas que no sedimentan. La
adición de ciertas sustancias permite que partículas que de manera natural no
sedimentan, se agrupen (flóculos) y sedimenten.
3. El sencillo mecanismo de la decantación. Tras la floculación separamos por
gravedad las partículas en suspensión en un agua muy tranquila, sin turbulencias,
de manera que las partículas más densas decantan y van al fondo, mientras que las
menos densas flotan y van a parar a la superficie, de donde se eliminan.
4. La filtración. Las aguas previamente decantadas se hacen pasar por unos filtros,
que retienen partículas sólidas en suspensión. No eliminan elementos disueltos
como los contaminantes químicos, pero sí muchas sustancias que le dan turbidez al
agua, incluso huevos de parásitos. Los filtros más utilizados en potabilización son los
de arena y los de carbón activado.
5. La desinfección: acabar con los organismos patógenos. Es la fase más importante,
ya que garantiza la eliminación de los microorganismos presentes en el agua que
pueden causar gran número de enfermedades. Existen diversos métodos físicos
(calor) y químicos para desinfectar el agua, pero el más utilizado en abastecimiento
es la cloración, ya que es barato, sencillo y eficaz.
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El agua ya tratada debe almacenarse en depósitos
protegidos, bien conservados y limpios. Estos depósitos
se construyen elevados para asegurar la distribución
aprovechando la gravedad.
Ya está preparada para su distribución a hogares,
industrias, etc. Estas redes de abastecimiento de agua
deben tener las menores pérdidas posibles y deben
circular por el suelo a mayor altura que las redes de
aguas residuales, para evitar su contaminación en
caso de escapes de aguas sucias.
No olvidemos que hay que controlarla. Se realizan análisis químicos y biológicos para
asegurar su calidad y potabilidad tanto a la salida de la planta como en diversos puntos de
la red de abastecimiento.
Reciclado del agua
Una vez que la hemos utilizado, el agua que va al alcantarillado no se debe perder. Para
ello existen depuradoras (EDAR: Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales), que
devuelven al agua sus propiedades para poder ser utilizada en riego.
En la siguiente imagen puedes ver el esquema de una depuradora simple:
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El agua que sólo sufre estos dos tratamientos no sirve para riego y tiene que ser
devuelta al río o al mar. Si se somete a un tercer tratamiento (filtrado y ósmosis inversa)
puede ser utilizada como riego.
4.- El ciclo del agua
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Hay que distinguir varios términos
Condensación: es el paso de vapor de agua de la atmósfera a gotitas de agua
líquida (rocío, escarcha)
Evaporación: es el paso de agua líquida a vapor de agua, que escapa a la
atmósfera.
Vaporización: es el cambio de estado de líquido a gas (se produce a 100 ºC).
Transpiración: es la emisión de agua desde las plantas a la atmósfera.
Podemos asegurar entonces que:
El proceso que lleva el agua desde la tierra al cielo es la unión de evaporación y
transpiración.
Nubes y precipitaciones
Para que se forme una nube es necesario que una masa de aire cargada de
humedad ascienda, se enfríe y el vapor de agua se condense en gotitas de agua
líquida.
¿Por qué no caen estas gotitas al formarse?. Principalmente por dos motivos:
o Porque son muy pequeñas, casi no pesan.
o Porque el aire ascendente las va reteniendo.
Pero las gotitas van
creciendo y cuando su
peso alcanza un valor
determinado, el viento
ascendente que las
sostiene no es suficiente
para retenerlas y,
entonces, caen.
Para que caiga un copo
de nieve o una lluvia
fina, la fuerza ascendente
del viento tiene que ser
muy débil.
A medida que esta fuerza
aumenta, aguanta durante
más tiempo las gotas y
estas pueden crecer, las más grandes se precipitan con una gran velocidad
(piensa en una tormenta de verano).
Las nubes no son vapor de agua sino millones de gotitas de agua líquida.
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Hay varios tipos de lluvias
Llovizna: es cuando apenas se alcanza a ver las gotas. La cantidad de agua que
cae es insignificante. Popularmente se le llama calabobos.
Lluvia: va de débil a moderada, sin alcanzar la intensidad de una tormenta.
Chubasco: el viento, las gotas y la intensidad aumentan.
Tormenta: es la más intensa; las gotas son grandes y el viento fuerte; puede
caer granizo.
Tromba: es muy intensa, más que la tormenta. Esta lluvia tiene la capacidad de
crear granizo sumamente grande, habiendo la posibilidad de formación de
tornados.
¿Cómo medimos el agua que llueve?
La lluvia caída se mide en litros por metro cuadrado 𝒍𝒎𝟐 .
Es decir, los litros de agua que caen por cada metro cuadrado
de terreno.
Para medir el agua que cae se utiliza un instrumento llamado
pluviómetro:
¿Qué es y cómo se construye un climograma?
Un climograma es una gráfica en la que se presentan resumidos los valores de
precipitación y temperatura recogidos a lo largo del año.
Veamos como es un climograma:
En el eje horizontal se colocan los
meses del año
En uno de los dos ejes verticales se
coloca la escala de temperaturas
(gráfica lineal de puntos)
En el otro eje vertical se coloca la
escala de precipitaciones (diagrama de
barras)
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Autoevaluación
1. Supón que se trata del agua de un río. Indica la respuesta más correcta acerca
de los usos de esa agua:
o Para uso domiciliario
o Para uso agrícola
o Para uso recreativo
o Todas son ciertas
2. Sabes que el agua a veces se utiliza en su lugar de origen y otras veces es
necesario extraerla para el consumo. Indica aquellas en las que utilizamos el
agua pero no es necesario extraerla:
o Uso recreativo
o Uso agrícola
o Uso domiciliario
o Todas son correctas
3. De las siguientes afirmaciones sobre la construcción de embalses, elige la que
crees que supone una ventaja:
o Aumenta la erosión del lecho del río tras la presa
o El hombre puede ocupar parte de su lecho, construyendo en él
o Disminuye el aporte de sedimentos a las costas
o Retiene agua durante la crecida del río
4. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones supone una ventaja de la instalación de
desaladoras?
o La salmuera de desecho no perjudica a los organismos marinos
o Llevan agua a zonas deficitarias
o Las instalaciones requieren electricidad, por lo que se benefician otras
empresas
o Su tiempo de vida es limitado y su renovación da trabajo a gente
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5. ¿Cuáles de las siguientes afirmaciones son ciertas?
o El agua potable se puede beber
o El agua que ha sido usada y depurada se puede beber
o El agua de manantial siempre es potable
o Toda el agua depurada puede ser utilizada como regadío
o El agua depurada con dos tratamientos es vertida al mar o al río
6. ¿Cuáles de las siguientes afirmaciones son correctas?
o El cambio de estado de líquido a gas se llama vaporización
o La transpiración es el paso de vapor de agua de la atmósfera a gotitas de
agua en la superficie de las plantas
o La evaporación del agua se produce sol cuando ésta hierve
7. Relaciona cada tipo de lluvia con su forma:
Lluvia Gotas grandes y viento fuerte
Tromba Oscila entre débil y moderada
Tormenta Caen unas gotas muy finas
Llovizna Caen granizos como huevos
Chubasco Es algo más intenso que la lluvia
8. Rellena los huecos con los términos que faltan (precipitación, condensación,
evaporación):
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9. Observa el siguiente climograma y responde a las preguntas planteadas.
a) La temperatura media máxima alcanzada fue aproximadamente de:
o 30 ºC
o 27 ºC
o 35 ºC
o 25 ºC
b) El mes de máxima precipitación fue:
o Marzo
o Abril
o Octubre y noviembre
o Diciembre
c) En abril cayeron:
o 25 l/m2
o 20 l/m2
o 18 l/m2
d) Este climograma corresponde a una de las ocho capitales andaluzas, ¿cuál
puede ser?