bloque 3: la hidrosfera

BLOQUE 3: LA HIDROSFERA
A) CARACTERÍSTICAS Y DINÁMICA DE LA HIDROSFERA
1.-DISTRIBUCIÓN DEL AGUA EN LA HIDROSFERA
1.1.-RESERVAS DE LA HIDROSFERA. El agua de la hidrosfera tiene una distribución que
no es uniforme, pudiendo considerarse seis compartimentos o sistemas acuáticos: océanos,
glaciares, aguas subterráneas, aguas superficiales, atmósfera y biosfera.
Observando la tabla siguiente cabe destacar el importante volumen de agua retenida en
forma de hielo y que el volumen de aguas subterráneas es muy superior al de lagos y ríos
juntos
VOLUMEN (km3)
% SOBRE EL TOTAL
6
1.386·10
100
TOTAL DE AGUA
1,350·106
97’4
OCÉANOS
6
28·10
2’02
GLACIARES
0’57
AGUAS SUBTERRÁNEAS 8·106
200.000
0’01
LAGOS Y RÍOS
13.000
0’001
ATMÓSFERA
600
0’00004
BIOSFERA
Cantidades totales de agua almacenadas en las reservas de la hidrosfera
1.2.- EL CICLO HIDROLÓGICO EXTERNO
El agua está en permanente movimiento, circulando de los mares, ríos y lagos a la
atmósfera y de ésta de nuevo a la tierra y al mar, por efecto de la energía del Sol y de la
gravedad de la Tierra. En esencia el agua, se evapora en los mares, océanos, ríos, suelos y, en
general, a partir de cualquier superficie libre de la misma y pasa a la atmósfera, donde bajo
determinadas condiciones se condensa y cae a la superficie en forma líquida (lluvia) o sólida
(nieve o granizo). El agua caída sobre los mares u océanos cerraría de esta forma el ciclo, el
cual viene a durar aproximadamente 12 días.
Pero parte del agua cae sobre las montañas en forma de nieve, y ahí se mantiene, para
circular más tarde en sentido descendente a través de torrentes y ríos, en dirección al mar; o
bien se infiltra a través del terreno y pasa a formar parte de las aguas subterráneas (acuíferos).
En ambos casos el retorno es más lento.
Por último, en este ciclo desempeñan un papel importante las plantas, en tanto que éstas
toman el agua por la raíces y la liberan a la atmósfera a través de la superficie de sus hojas
mediante la evapotranspiración.
Se usa frecuentemente el término de evapotranspiración para expresar la suma de los
procesos de evaporación y transpiración
El ciclo hidrológico, es pues, el flujo continuo de agua que, bajo diferentes formas
circula por los sistemas atmósfera, litosfera, hidrosfera y biosfera. A causa de la energía solar,
el agua pasa por evaporación más transpiración, seguida por condensación y luego, debido a la
gravedad por precipitación, asegurando así un continuo abastecimiento y haciendo del agua un
recurso renovable. El ciclo hidrológico es como todos los ciclos un sistema cerrado
1
CICLO EXTERNO DEL AGUA
1.3.- BALANCE HIDROLÓGICO
En el esquema del ciclo hidrológico anterior se hace un balance de las entradas y salidas de
agua en continentes y océanos. El volumen de agua que se evapora de estos últimos (430.000
km3/año) es mayor que el que recuperan por precipitación (390.000 km3/año). Al contrario
sucede en los continentes, que pierden 70.000 km3/año por evaporación y reciben 110.000
km3/año en forma de precipitaciones. Este excedente de agua continental (40.000 km3/año) es
devuelto a los mares por medio de la escorrentía, que es posible porque las tierras emergidas
presentan cierta altura sobre el nivel de base de los océanos (actúa la gravedad). La escorrentía
puede ser superficial (ríos, torrentes etc.) o subterránea, debida a la infiltración, la cual es mucho
más lenta.
Ciclo del agua (km3)
Si nos fijamos en el balance hídrico total (precipitación total - evaporación total),
comprobamos que el movimiento del agua en la hidrosfera es realmente un ciclo.
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2.- CARACTERÍSTICAS DE LAS AGUAS CONTINENTALES Y OCEÁNICAS
2.1.- SALINIDAD
Agua del mar
La salinidad del agua del mar es alrededor de 35.000 ppm (mg/L), es decir, que cada kg de
agua de mar contiene alrededor de 35 g. de sales minerales. Aunque puede variar de un lugar a
otro (debido a la evaporación, congelación, dilución), la proporción entre los diferentes
elementos que se encuentran en disolución es bastante constante, siendo el Cl- y el Na+ los
iones más abundantes (ver tabla)
IONES
Cloro (Cl-)
Sodio (Na+)
Sulfato (SO42-)
Magnesio (Mg2+)
mg/L
19.353
10.760
2.712
1.294
IONES
Calcio (Ca2+)
Potasio (K+)
Bicarbonato HCO3-)
Bromo (Br-)
mg/L
413
387
142
67
Iones más abundantes disueltos en el agua marina
Aguas continentales
La composición química de las aguas continentales es, en cambio, muy diversa, tanto en la
cantidad de sales (desde menos de 10mg/L hasta valores superiores a los del mar), como en la
proporción de los diferentes iones. Los más abundantes son:
Aniones: carbonatos (CO3)2-, bicarbonatos (HCO3)-, sulfatos (SO4)2-, y cloruros (Cl)Cationes: Ca2+, Mg2+, Na+, K+.
2.2.- DENSIDAD
El agua es más densa como líquido que como sólido (líquido: 1 g/cm3, hielo: 0,917
g/cm3).
Esta densidad varía en función de la
temperatura y la salinidad; mientras que casi
todas las sustancias se hacen más densas al
disminuir la temperatura, el agua tiene una
densidad máxima a 4°C, disminuyendo al
alejarse de esta temperatura (el hielo flota en
el agua líquida y el agua caliente flota sobre
el agua fría).
En cuanto a la salinidad, la densidad
aumenta con el contenido en sales.
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2.3.- TEMPERATURA
La temperatura del agua oceánica varía con la latitud y con la profundidad.
La variación de la temperatura con la latitud es consecuencia de la diferente insolación
que reciben las distintas zonas de la Tierra.
La absorción de la radiación solar se produce en los primeros metros de la columna de
agua, por lo que con la profundidad la temperatura va bajando lentamente hasta llegar a un
punto en el que el descenso se produce muy rápidamente (en unos pocos metros la temperatura
baja muchos grados); a esta zona se denomina termoclina; debajo de la termoclina la
temperatura sigue descendiendo, pero muy lentamente. Se crean así dos capas, una superficial
de aguas más calientes y menos densas (epilimnion), que flota sobre otra de aguas más frías y
densas (hipolimnion) con poca variación de temperatura.
La termoclina impide la mezcla del agua que hay por encima de ella con la que hay
debajo; esto trae consecuencias importantes para los seres vivos que habitan estos medios. Por
ejemplo, por encima de la termoclina disminuyen los nutrientes porque son consumidos por el
fitoplacton y sedimentados en capas más profundas; en las capas profundas puede disminuir o
incluso desaparecer el oxígeno, ya que se consume por oxidación de la materia orgánica y, al
no estar en contacto con la atmósfera, no se puede reponer.
En los océanos de las zonas tropicales existe una termoclina permanente que suele ser
muy acusada, en las zonas templadas existe una termoclina durante el verano que desaparece
en invierno al disminuir la temperatura del agua en superficie y en las zonas polares no existe.
En lagos profundos también se pueden formar termoclinas.
2.4 LA LUZ EN LOS OCÉANOS
En el medio oceánico la luz solar penetra en el mar tan sólo 100 o 200 metros y se denomina
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zona fótica. La presencia de luz hace posible la fotosíntesis y que la vida vegetal (algas,
fitoplancton) se desarrolle de modo extraordinario, de manera que pueda mantener una cadena
trófica con muchos eslabones. A mayor profundidad, por debajo de los 100 o 200 m, las aguas
marinas se encuentran en oscuridad absoluta, zona afótica. No hay vegetales porque la ausencia
de luz no permite el desarrollo de procesos fotosintéticos y los animales están adaptados a la
completa oscuridad.
2.5 CONTENIDO EN OXÍGENO DEL AGUA DEL MAR
Desde el punto de vista biológico es un parámetro importante. En la zona superficial del mar el
contenido en oxígeno es máximo, y es aportado por la atmósfera y la fotosíntesis de algas y
fitoplancton (en la fotosíntesis se libera oxígeno molecular). Bajo esta capa y coincidiendo con la
termoclina, la cantidad de oxígeno disuelto se hace mínima, pues lo consumen activamente
organismos animales (respiración), y la ausencia de luz (necesaria para la fotosíntesis) impide
que vivan vegetales, y sin ellos el oxígeno no puede ser regenerado. En la capa profunda el
contenido de oxígeno es uniforme hasta los fondos marinos (la profundidad media del océano es
de unos 4.000 m).
3.-DINÁMICA DE LA HIDROSFERA MARINA
El agua de los océanos se puede considerar dividida en dos partes la zona superficial,
encima de la termoclina, y las aguas profundas. Las aguas superficiales están en continuo
movimiento como consecuencia principalmente de los vientos. Los vientos producen dos tipos
de movimientos: las corrientes y las olas. Las aguas profundas de los océanos también se
mueven formando unas corrientes que, por diferencia de densidad, van por los fondos de los
océanos a una velocidad muy lenta. Por último, los efectos gravitatorios entre la Tierra, la
Luna y el Sol producen las mareas.
3.1.-CORRIENTES
Una corriente oceánica es un flujo persistente de agua, con distinta temperatura
densidad o salinidad, de componente fundamentalmente horizontal, cuyo principal efecto a
escala planetaria es la redistribución del calor recibido por la Tierra.
3.1.1-CORRIENTES SUPERFICIALES
Se deben a los vientos superficiales permanentes que transfieren su energía al agua por
rozamiento. Su trayectoria está modificada por:
• La aceleración de Coriolis, debida a la rotación de la Tierra, provoca que las masas de
agua en movimiento desvíen su trayectoria en el hemisferio Norte hacia la derecha y en
el hemisferio Sur hacia la izquierda.
• La disposición de las masas continentales que rompen o dificultan su movimiento,
formándose unos sistemas giratorios que se mueven en el hemisferio Norte en el mismo
sentido de las agujas del reloj, y en el hemisferio Sur en sentido contrario.
Corrientes más importantes:
Los vientos alisios causan corrientes ecuatoriales dirigidas hacia el Oeste.
Los vientos del Oeste, de las latitudes medias dan lugar a la corriente del Golfo o
de Florida, la corriente de Kuroshio, en Japón, la corriente fría de Humboldt, la
corriente de Benguela, y 1a corriente de Canarias.
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Los vientos polares dan lugar a las corrientes frías del Polo Norte, como la
corriente de Labrador, la de Kanchatka y la de Groenlandia.
Mapa corrientes superficiales
Efectos de las corrientes superficiales:
a) Regulan el clima en las zonas costeras al redistribuir la energía que llega a la Tierra.
b) Modelan las costas al formar depósitos como las flechas litorales
c) Un efecto de las corrientes superficiales, importantísimo desde el punto de vista
biológico, es el denominado afloramiento (en ingles upwelling). En las zonas
orientales de los océanos tropicales (costa oeste de los continentes) el agua se separa de
la costa debido a la influencia de los vientos alisios que soplan en esa zona hacia el
Oeste. El agua que se mueve es reemplazada por agua profunda y fría. Estas zonas se
llaman zonas de afloramiento. Estas aguas que afloran, al proceder de aguas profundas
donde no llega la luz solar y hay pocos organismos, son muy ricas en nutrientes. En la
superficie, con la energía solar, se forma una gran cantidad de fitoplancton capaz de
mantener una comunidad animal muy numerosa como peces y aves que se alimentan de
ellos. Este es el origen de algunos de los caladeros más importantes para la pesca como
son el de Perú, costas de Sahara y costas de Kalahari en África y en España Galicia
(corriente del Golfo).
EL FENÓMENO DEL NIÑO
Con el término “El Niño” se denominan la alteración de las condiciones habituales de la
dinámica atmosférica y oceánica en el Pacífico sur.
En una situación normal los vientos alisios empujan el agua superficial de este a oeste (de Perú
a Australia e Indonesia), lo que provoca, en la costa sudamericana, el afloramiento de agua
profunda fría y rica en nutrientes de la corriente de Humboldt (Perú), por lo que es una zona rica
en pesca y aves marinas, mientras que en las costas de Indonesia y Australia hay aguas calientes.
En la costa sudamericana hay una zona de altas presiones y las precipitaciones son escasas
debido al viento seco y frío que procede del continente y en las costas de Australia e Indonesia,
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debido a que el aire llega caliente y cargado de humedad, después de atravesar el océano
Pacífico, las lluvias son abundantes.
Durante el episodio “El Niño” los vientos alisios se debilitan, no empujan las aguas superficiales
y cesa el afloramiento en la costa sudamericana. Al no ascender aguas profundas, disminuyen los
nutrientes, lo que provoca la desaparición de los bancos de peces y la muerte de las aves marinas.
La mayor temperatura del agua y del aire en la costa sudamericana es responsable de un aumento
en la evaporación y el ascenso de este aire caliente y húmedo desencadena abundantes lluvias e
inundaciones en zonas habitualmente secas.
Por otro lado, en Australia e Indonesia se instalan altas presiones y por lo tanto cesan las
precipitaciones habituales, lo que desencadena sequía.
La situación opuesta al “Niño” es “la Niña”, que generalmente sigue a un episodio del Niño. Se
caracteriza porque los vientos alisios son más intensos, y las condiciones atmosféricas y
oceánicas, semejantes a las que se consideran normales, son más intensas: se acentúa la sequía
en las costas sudamericanas y las precipitaciones en la zona indoaustraliana.
La existencia de un fenómeno del Niño anormalmente intenso, que ocurre con una
frecuencia indeterminada tiende relacionarse con el calentamiento global del Planeta, que hace
disminuir el contraste térmico, disminuye la intensidad de los alisios y, por tanto, la de las
corrientes oceánicas.
3.1. 2.- CORRIENTES PROFUNDAS
Se forman por diferencias de densidad de las aguas, debido los cambios de temperatura y
salinidad, por lo que también se llaman corrientes termohalinas. Afectan a la capa de agua
profunda. El agua fría y densa de los mares polares desciende hacia capas profundas del
océano, extendiéndose hacia el ecuador y desplazando hacia la superficie las aguas más
cálidas. Están condicionadas por la topografía del fondo oceánico, sobre todo por las dorsales y
el talud continental.
Las corrientes profundas se continúan con otras superficiales cerrando un circuito
convectivo. El mayor de ellos es la cinta transportadora oceánica que se inicia en el
Atlántico norte donde las aguas superficiales son ricas en sales y densas, lo que produce una
corriente descendente que recorre el fondo del océano Atlántico de norte a sur, hasta las
proximidades de la Antártida. Desde allí se dirige hacia el norte, por el océano Índico, donde
se bifurca: una rama se dirige hacia la India, aflora en superficie y enlaza con las corrientes
superficiales. La otra rama se dirige, por el fon do del océano Pacífico hacia Japón donde
asciende y enlaza con la corriente superficial de la India y, por la superficie retorna al
Atlántico norte.
Estas corrientes tienen gran importancia en el aporte de nutrientes desde el fondo hasta
la superficie y en la distribución de calor en las distintas zonas climáticas. (Hay algunos datos
que apoyan la idea de que durante la última glaciación se interrumpió la cinta transportadora
originándose un enfriamiento de los polos, y el fin de la glaciación pudo coincidir el
restablecimiento de las corrientes oceánicas)
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Cinta transportadora oceánica
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Las aguas del Mediterráneo tienen una salinidad elevada debido a la abundante evaporación, por
tanto son más densas y se hunden, circulando por el fondo hacia el océano Atlántico, del que
parte una corriente superficial de sentido contrario.
Dibujo de las corrientes superficiales y profundas entre el Atlántico y el Mediterráneo.
El motor atmosférico y el oceánico funcionan con la energía solar pero de forma inversa, pues
mientras que en el primero es el calentamiento superficial del aire el que origina el ascenso, el
segundo funciona de arriba abajo, siendo el enfriamiento invernal de las capas superiores del
agua el que origina el descenso y provoca un afloramiento del agua más profunda y cálida para
ocupar su lugar.
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LAS AGUAS SUBTERRÁNEAS. LOS ACUÍFEROS
CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE HIDROGEOLOGÍA
1. ACUÍFERO: Un acuífero (del latín “fero”, llevar) es una formación geológica o capa
rocosa subterránea porosa y permeable, que permite que el almacenamiento y fácil
circulación del agua. Rocas que constituyen buenos acuíferos son las calizas karstificadas,
gravas, arenas, etc.
2. ACUICLUDO: Un acuícludo (del latín “cludo”, cerrar) es una formación geológica
capaz de almacenar agua en cantidad apreciable, pero no permite que circule a través de
ella, ya que, aunque sea porosa, no es permeable. Están constituidas por materiales como
limos, arcillas y margas, que no son aptas para la explotación hidrogeológica. Por
ejemplo un m3 de arcilla contiene más agua que un m3 de arena, pero el agua está
atrapada, no puede salir por gravedad, y por tanto no podrá circular en el subsuelo, ni
hacia un pozo que esté bombeando.
3. ACUITARDO.: Un acuitardo (del latín “tardo”, retardar, impedir) es una formación
geológica capaz de almacenar y transportar agua, aunque muy lentamente. Este tipo de
formación tampoco es apta para su explotación hidrogeológica, a no ser que se precise
muy poco caudal. Están constituidos por arenas arcillosas y rocas compactas alteradas o
fracturadas.
4. ACUÍFUGO: Un acuífugo (del latín “fugo”, rechazar, ahuyentar) es un tipo de
formación geológica que no almacena ni transmite agua, por lo que no son aptos para
ningún tipo de explotación hidrogeológica. Están localizados en rocas no fragmentadas
como granito y gabro, o en rocas metamórficas como pizarras o esquistos inalterados.
Calizas no karstificadas y no fracturadas constituyen acuifugos.
4.1. INFILTRACIÓN DEL AGUA. ACUÍFEROS
El agua procedente de las precipitaciones que cae sobre los terrenos emergidos puede seguir
dos caminos fundamentalmente: infiltración (pasa al suelo) o escorrentía (fluye por la
superficie). La cantidad de agua que se infiltra depende:
a) Del tipo de precipitaciones: mucha cantidad de agua caída en muy poco tiempo se
infiltra peor que la misma cantidad de agua distribuida a lo largo de un periodo de tiempo mayor.
b) Del tipo de suelo o de roca: cuanto más permeable mayor infiltración.
c) De la vegetación: a más vegetación, más infiltración y menos escorrentía.
El aporte de agua subterránea al terreno es por tanto debido a la infiltración de las
precipitaciones, si bien, también puede ser a partir de ríos, lagos y del mismo mar a través de sus
contactos con las rocas.
Para que el agua pueda penetrar en las rocas y circular por ellas se necesita que éstas sean
porosas o están fisuradas (porosidad es el tanto por ciento de poros dentro del volumen total de
roca).
Para que una roca transmita agua hace falta, por lo tanto, que tenga una alta porosidad o
que este muy fisurada (porosidad secundaria) pero también, sobre todo, que sus poros están
conectados (porosidad eficaz).
Se define permeabilidad de un material como la propiedad de dejar pasar fluidos a su
través. Lógicamente porosidad eficaz y permeabilidad están muy relacionadas; pero mientras que
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la permeabilidad tiene las dimensiones de una velocidad, la porosidad eficaz es un coeficiente sin
dimensiones, igual al volumen de poros conectados partido por el volumen de roca.
El agua que se infiltra desciende por gravedad a través de los poros hasta que llega a una
zona donde no existen poros porque la roca es impermeable, o está demasiado compactada, o
bien todos los poros están llenos de agua formando así lo que conocemos como un acuífero.
Un acuífero (del latín “fero”, llevar) es una formación geológica o capa rocosa
subterránea porosa y permeable, que permite el desplazamiento del agua y su almacenamiento.
En un acuífero se puede distinguir aquella zona que tiene todos sus poros
llenos de agua (zona de saturación) y la que se encuentra por encima de ella con
algunos poros llenos de aire (zona de aireación).
El límite superior de la zona de saturación es el nivel freático (*) y, como es lógico,
fluctuará en la vertical a lo largo del tiempo según el volumen de precipitaciones o, en general de
las entradas y salidas de agua. En casos límite el nivel freático puede estar muy próximo o cerca
de la superficie provocando áreas encharcadas o salidas de manantiales. De hecho, todas las
superficies de agua en los continentes son zonas en las que el nivel freático está a nivel de la
superficie topográfica (ciénagas) o por encima de ella (ríos, lagos).
En profundidad, el nivel freático sigue aproximadamente el relieve terrestre.
(*) El término “nivel freático” solamente se emplea para acuíferos libres, en los que coincide
con la superficie piezométrica.
4.2.-TIPOS DE ACUÍFEROS
Reciben nombres diferentes en función de la litología, la topografía y la geología de la zona:
a) Acuífero libre: cuando el terreno que lo separa de la atmósfera es permeable. El agua rellena
los poros o fisuras por gravedad y por tanto el agua en la superficie freática se halla a presión
atmosférica y puede recargar agua por cualquier parte.
Cuando la superficie freática es cortada por un pozo, se habla de nivel freático. Cuando la
superficie freática corta la superficie topográfica, se forman lagunas o humedales.
b) Acuífero confinado o cautivo: Es aquel que se encuentra entre dos capas impermeables y su
agua está a mayor presión que la atmosférica. Sólo pueden recibir agua en las áreas de recarga
que son zonas en que la capa permeable aflora en la superficie.
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Si se perfora un pozo, el agua subirá sometida a su propia presión hasta una altura que se
denomina nivel piezométrico. En el caso que la boca del pozo esté por debajo de la superficie
piezométrica (que determina el nivel piezométrico), se producirá un pozo surgente.
La denominación pozo o sondeo artesiano es confusa, ya que para algunos autores es
sinónimo de confinado y para otros es sinónimo de surgente. La palabra artesiano tiene su
origen en la región de Artois, Francia.
c) Acuífero semiconfinado: Es aquel en el que la capa confinante superior es
semipermeable, denominada acuitardo, a través de la cual el agua se filtra lentamente.
En este tipo de acuíferos el agua también está a mayor presión que la atmosférica.
En la figura se representa un acuífero libre y uno semiconfinado separados por un
acuitardo.
d) Acuífero colgado: se origina cuando por encima del nivel freático general de una zona,
se encuentran lentejones aislados de materiales impermeables, que recogen localmente
las aguas de infiltración formándose un nivel freático colgado. Las aguas de estos
acuíferos se moverán lateralmente, y luego descenderán hasta alcanzar el nivel freático
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general de la zona, o pueden dar lugar a manantiales o fuentes de ladera si cortan a una
vertiente del terreno.
La cantidad de agua contenida en acuíferos puede ser enorme, sin embargo en algunos de
ellos se renueva muy lentamente. Algunos se localizan a gran profundidad y acumularon su agua
hace milenios en climas más húmedos que el actual (acuíferos fósiles), considerándose un
recurso no renovable a escala del tiempo humano.
ESQUEMA GENERAL DE LOS DIFERENTES TIPOS DE ACUÍFEROS
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EL AGUA COMO RECURSO
RECURSOS GEOLÓGICOS
Recurso natural geológico: es cualquier concentración natural de sustancia sólida, líquida o
gaseosa sobre la que existe demanda, ya que es útil para la humanidad y puede ser aprovechado
para la obtención de bienes y servicios.
Reserva: es aquella parte del recurso cuya cantidad y localización son conocidas, su
aprovechamiento técnicamente viable y económicamente rentable.
Tipos de recursos. Los recursos utilizados por el hombre se clasifican en renovables y no
renovables.
- Renovables: son aquellos recursos que una vez extraídos y utilizados se pueden regenerar, ya
que forman parte de un ciclo natural continuo que origina una fuente de abastecimiento
inagotable. Pueden ser explotados indefinidamente siempre y cuando la tasa de extracción no
sobrepase la de producción. Por ejemplo el agua-- No renovable: son los recursos no
regenerables, por ser su origen geológico un proceso muy lento. Son recursos limitados que se
van agotando progresivamente.
1.- AGUA COMO RECURSO
El agua para uso humano se obtiene de fuentes superficiales o
subterráneas se transfiere a los hogares, a las fábricas o a las
tierras de cultivo.
Para llevar a cabo un uso adecuado de los recursos
hídricos, es necesario tener en cuenta que cuando la explotación
del agua en una zona supera la tasa de renovación en ese punto,
las reservas de agua disminuyen y pueden llegar a agotarse.
2-USOS DEL AGUA
El agua es necesaria para el consumo doméstico y para
llevar a cabo las diversas actividades económicas, como la
agricultura, la ganadería, la industria o la minería. La calidad del
agua es un concepto que se utiliza para describir las
características químicas, físicas y biológicas del agua en
relación con un uso determinado. El agua no ha de tener la
misma calidad para todos los usos. Existe una relación entre la
calidad del agua y los usos a los que se destina. Existen dos
tipos de uso del agua:
•
Uso consuntivo.- Es el que implica que el agua, después
de ser empleada, no puede ser usada de nuevo con el
mismo fin, ya que su calidad varía. Éste es el caso del
consumo doméstico, agropecuarios, minero, etc.
•
Uso no consuntivo.- El agua puede volver a ser utilizada diversas veces. Éste es el caso del
uso de agua como transporte, actividades recreativas, o centrales hidroeléctricas.
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IMPACTOS QUE RECIBE LA HIDROSFERA
1.-TIPOS DE IMPACTOS QUE RECIBE LA HIDROSFERA
Los problemas que afectan al sistema hidrosfera son: sobreexplotación de los recursos
hídricos, los impactos derivados de las obras hidráulicas y contaminación de las aguas.
1.1.-SOBREEXPLOTACIÓN DE LOS RECURSOS HÍDRICOS
El aumento creciente de la población y de la
actividad económica mundial ha supuesto una utilización
masiva del agua dulce de ríos, lagos, embalses y acuíferos
subterráneos, llegando incluso al desvío de cursos de agua
con el fin de satisfacer una demanda creciente, hasta el punto
de que muchas veces la relación entre recurso explotado y
recurso renovable es mayor que 1.
Esto ha producido una disminución del caudal de los
ríos y del nivel de los lagos con los consiguientes efectos
negativos sobre los usuarios de las cuencas bajas y la
degradación de los ecosistemas naturales. Pero quizá donde
con mayor claridad se observa la sobreexplotación de los
recursos hídricos es en las aguas subterráneas. Muchas veces
se utilizan como si fueran algo inagotable e inalterable,
cuando son una parte muy delicada del ciclo hidrológico. La
explotación de los acuíferos a un ritmo superior al de recarga
es una práctica insostenible que conduce inevitablemente a su agotamiento, lo que produce la
desecación de los manantiales y de los ríos efluentes, así como la destrucción de los ecosistemas
de los humedales.
El problema es especialmente grave en los acuíferos situados cercanos a la costa: al sufrir
una sobreexplotación, se van rellenando con agua de mar, contaminando el agua dulce, ya que al
tener sales y por tanto mayor densidad penetra en el acuífero y desplaza el agua dulce (intrusión
salina). El resultado es la salinización del agua primero, y del suelo después.
Otro de los problemas generados por la sobreexplotación de los acuíferos es la
compresión de los suelos, que provoca el hundimiento del terreno (subsidencia) y causa enormes
daños en las infraestructuras.
1.2.- IMPACTOS DERIVADOS DE LAS OBRAS HIDRÁULICAS
Las obras civiles, como presas o embalses, y rectificación, canalización o transvase de los ríos,
producen impactos en la hidrosfera.
PRESAS
EMBALSES
RECTIFICACIÓN
CANALIZACIÓN
TRANSVASES
Modificación del sistema fluvial. Retención del sedimento, lo que
provoca una colmatación del vaso, el aumento del poder erosivo
del río aguas abajo, el retroceso de los deltas y la erosión de las
playas.
Eutrofización de las aguas. Variaciones en el nivel freático.
Movimientos sociales y antropización del sistema fluvial
Aumento de la pendiente media del río, mayor erosión. Descenso
de la vegetación y fauna fluvial. Degradación estética.
Enfrentamiento social entre regiones ricas y regiones pobres.
Diseño para la pluviometría actual a partir de datos históricos
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1.3.-CONTAMINACIÓN: ORIGEN Y TIPOS DE CONTAMINANTES
Contaminación del agua es (según la Ley de aguas) “la acción y el efecto de introducir
materias o formas de energía o inducir condiciones en el agua que, de modo directo o indirecto,
impliquen una alteración perjudicial de su calidad en relación con los usos posteriores o con su
función ecológica”. Estas materias deterioran la calidad del agua y la hacen inútil para los usos
pretendidos.
1.3.1-ORIGEN Y FUENTES.
-En función de su origen puede ser natural y antrópica.
- Natural como polen, esporas, hojas, excrementos de animales, minerales arrastrados por la
escorrentía, gases atmosféricos arrastrados por la lluvia, etc... estos residuos son
normalmente eliminados por la capacidad autodepuradora del agua.
- Antrópica cuando es el hombre el que causa el impacto o aporta los contaminantes.
Básicamente tienen su origen en las industrias, explotaciones agrícolas o ganaderas, en
grandes obras de ingeniería civil y en las ciudades. Algunos grupos de ellas son:
•
Aguas residuales urbanas, o aguas negras. Muy ricas en microorganismos, materia
orgánica y productos químicos de uso doméstico, como detergentes y productos de
limpieza. Tienen gran demanda de oxígeno, ya que los microorganismos que
descomponen la materia orgánica lo consumen.
•
Aguas ricas en nutrientes de uso agrícola y ganadero, de composición variable, pero
fundamentalmente ricas en fosfatos y nitratos (que producen eutrofización) y en
microorganismos peligrosos para la salud.
•
Aguas de origen industrial, como las sustancias tensoactivas y coadyuvantes
contenidas en los detergentes, los pesticidas, los productos de la descomposición de
otros compuestos orgánicos y el resto de productos industriales.
•
Petróleo y sus derivados, especialmente el procedente de los vertidos accidentales.
•
Contaminación térmica, relacionada con la industria.
Fuentes: En función de su localización estas fuentes pueden ser:
Puntuales: vierten a través de un foco muy localizado, como son los vertidos
industriales, los desagües de saneamiento municipal y las descargas de plantas
de tratamiento de aguas residuales.
No puntuales (o difusa): vierten de manera difusa y son difíciles de delimitar
geográficamente, como son los vertidos agrícolas, mineros, de construcción, la
escorrentía urbana y las modificaciones hidrológicas.
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1.3.2.-TIPOS DE CONTAMINANTES
Se agrupan en tres apartados: contaminantes biológicos, químicos y físicos.
Contaminantes químicos
• Compuestos orgánicos: derivados
del petróleo, grasas animales y
vegetales, plásticos, disolventes
orgánicos
• Compuestos inorgánicos: detergentes (fosfatos y sulfatos),
metales
pesados
(plomo,
mercurio, plata...), ácidos y sales
derivadas del cloro y del azufre
(ácido clorhídrico, sulfúrico,...)
Contaminantes físicos
• Variaciones de temperatura: producidas por la utilización del
agua en las industrias.
• Partículas en suspensión: partículas inorgánicas (limos, arenas...)
o partículas orgánicas (restos de
vegetales y de animales)
• Partículas radiactivas: restos de
minerales procedentes de las
centrales nucleares y residuos
radiactivos.
Contaminantes biológicos
• Materia orgánica: procedente de
la descomposición de los
organismos.
• Microorganismos: procedentes de
las aguas residuales, ricas en
materia orgánica, que favorecen
la proliferación de bacterias y
otros microorganismos.
Contaminantes químicos
Atendiendo al metabolismo de los contaminantes los podemos diferenciar en:
Biodegradables, como nitratos y fosfatos, procedentes de los fertilizantes o de la
descomposición de materia orgánica. Los carbohidratos, proteínas y grasas, así como gases
del tipo H2S, metano y oxígeno, originan colores y olores anormales.
No biodegradables: Son compuestos obtenidos por síntesis química tales como plásticos,
pesticidas, metales pesados, etc..., que al ser extraños al ecosistema, casi no encuentran
organismos con enzimas capaces de transformarlos, pudiendo llegar a concentraciones
peligrosas al acumularse en cada eslabón de las cadenas tróficas.
Los metales pesados pueden proceder de procesos naturales como la descomposición de las
rocas o actividades volcánicas, pero las mayores cantidades las aportan las actividades humanas,
como la minería, procesos industriales que contienen metales y combustión de recursos fósiles.
Los más frecuentes son el plomo y el mercurio.
Los compuestos orgánicos, tales como plaguicidas, hidrocarburos aromáticos, policlorobifenilos
(PCBs) y detergentes, pueden alterar el sabor, olor y color natural, producir espumas y alcanzar
toxicidad por bioacumulación en los organismos acuáticos.
Contaminantes físicos
Radiactividad, procedente de fuentes naturales (rayos cósmicos, suelo) o actividades
humanas. Se acumulan en los lodos de los embalses y fondos oceánicos. Son mutagénicos y
tienen efectos cancerígenos.
Contaminación térmica, el calor procedente de la utilización del agua como refrigerante en
las industrias térmicas, o de las turbinas de los embalses. Afecta a la concentración de
oxígeno en el agua (disminuye su solubilidad al aumentar la temperatura) o a la duración de
los ciclos de crecimiento y reproducción de diferentes especies, o a la capacidad de
autodepuración de las aguas, aumentando la velocidad de las reacciones químicas y la
toxicidad de determinados compuestos.
Sustancias químicas (como taninos o los óxidos metálicos, procedentes de tintorerías,
siderurgias, etc.) y partículas groseras y coloidales (inorgánicas u orgánicas) que interfiere
en la penetración de la luz, y, consecuentemente, en la fotosíntesis; disminuyen también la
flora aerobia, la capacidad de autodepuración, y dificultan su utilización en las plantas
potabilizadoras.
17
Contaminantes biológicos.
El agua puede contener materia orgánica y microorganismos que la convierten en causa o
vehículo de enfermedad si se utiliza para satisfacer las necesidades biológicas, actuando como un
factor limitativo del desarrollo económico y social. Se contamina básicamente por los
excrementos humanos o animales y por las aguas residuales. Esta contaminación fecal incorpora
una variedad de organismos patógenos relacionados con las enfermedades que pueden existir en
la comunidad en ese momento. Otros, de presencia natural en el ambiente, aunque no se
consideran patógenos, pueden producir enfermedades “oportunistas” en personas con sus
mecanismos de defensa disminuidos. Se calcula que anualmente 500 millones de personas sufren
enfermedades intestinales debido a un inadecuado saneamiento de la red de distribución de agua.
Los organismos negativos más adaptados son los hongos, protozoos y algas, mientras que
bacterias y virus tienen una capacidad de supervivencia más baja y por tanto su transmisión tiene
que ser rápida
Grupo de
organismos
Virus
Bacterias
Protozoos
Helmintos
Enfermedades causadas / Organismos causantes
Hepatitis A, poliomielitis, gastroenteritis vírica, diarrea
Diarreas, fiebres tifoideas y paratifoideas, gastroenteritis bacteriana, disentería
bacilar, cólera.
Diarreas.
Áscaris, Taenia.
2.- AUTODEPURACIÓN DEL AGUA
Las características del agua pueden verse alteradas de forma natural, sin la intervención del ser
humano. Es habitual que haya restos de animales y de plantas en los ríos, y las aguas de
escorrentía arrastran materiales diversos que se incorporan a los cursos de agua. El agua dispone
de sistemas de limpieza que se llevan a cabo mediante el ciclo de autodepuración. Algunos desde
los mecanismos que intervienen son:
•
Los restos de seres vivos sirven de alimento a algunos animales o se descomponen por la
acción de bacterias y hongos. Este proceso se llama biodegradación. Los productos que
resultan de la acción de los descomponedores son utilizados por las plantas como
nutrientes.
•
El movimiento de las aguas dificulta la acumulación de materia orgánica. Además facilita
que el oxígeno de la atmósfera se incorpore al agua, lo que favorece la acción de los
descomponedores.
•
Los limos y los fangos sedimentan en el fondo cuando la velocidad disminuye. Las
partículas que flotan, como los restos de hojas, se depositan en los márgenes.
En un ecosistema bien conservado existe un equilibrio entre las sustancias que lo contaminan
y la capacidad de limpieza que posea el agua. Esta capacidad es limitada, ya que sólo pueden
eliminarse las sustancias biodegradables y no en cantidades excesivas.
3.- CONTAMINACIÓN DE LAS AGUAS.
3.1.-CONTAMINACIÓN DE LAS AGUAS SUBTERRÁNEAS. ACUÍFEROS
Estas aguas son mucho más aptas para el consumo humano que las aguas superficiales,
debido a su mayor calidad. En principio se encuentran resguardadas de la contaminación, pero el
desarrollo actual de las actividades antrópicas es tan grande, que el riesgo de contaminación de
las aguas subterráneas es hoy en día enorme.
18
No todos los acuíferos son igual de vulnerables. Se entiende por vulnerabilidad la
“sensibilidad del acuífero a la contaminación”. Un acuífero es tanto más vulnerable cuánto más
rápida e intensamente sufre una agresión exterior, dando como resultado una variación de las
características del agua. Se denomina afección a la “variación de las características del agua del
acuífero producida por la acción antrópica”.
Causas. Están en:
-
los vertidos de residuos urbanos o industriales, como consecuencia de una inadecuada
ubicación de los mismos
-
en las fugas o infiltraciones de aguas residuales
-
por lixiviados: líquidos resultantes del contacto de basuras, fertilizantes, pesticidas
agrícolas, arrastrados por el agua de lluvia.
-
por el uso de fertilizantes y pesticidas en regadíos y secanos intensivos al infiltrarse el
agua de riego
-
por los vertidos de las granjas ganaderas
Se puede producir contaminación de tipo puntual (afecta a zonas muy concretas y luego se
extiende por el área saturada del acuífero) o contaminación difusa, de carácter más amplio que
afecta a zonas más extensas.
Los acuíferos son más difíciles de proteger, de depurar artificialmente y tienen una
autodepuración lenta.
Efectos. Muchas veces la calidad del agua a causa de la contaminación ha variado tanto y el
volumen del terreno afectado es tan grande que aunque es posible rehabilitar un acuífero ya
contaminado, el coste es tan prohibitivo en la mayoría de los casos, que la solución más
frecuente es el abandono del acuífero y de su aprovechamiento hídrico.
DIFERENCIAS ENTRE LA CONTAMINACIÓN DE LAS AGUAS SUPERFICIALES Y
SUBTERRANEAS.
Aguas superficiales
Fáciles de contaminar
Fáciles de proteger
Fácil de detectar
Contaminación visible
Al haber oxigeno mayor autodepuración
Depuración artificial fácil
Aguas subterráneas
Difíciles de contaminar
Difíciles de proteger
Difícil de detectar
Contaminación no visible
Al no haber oxigeno menor autodepuración
Depuración artificial difícil
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3.2.- CONTAMINACIÓN DE LAS AGUAS ESTANCADAS. EUTROFIZACIÓN
Se conoce como eutrofización al “incremento de sustancias nutritivas en aguas dulces de
lagos y embalses, que provoca un exceso de fitoplancton”. Es uno de los ejemplos más
llamativos de la ruptura del equilibrio ecológico, y se produce principalmente en lagos y
embalses, aunque también se da en los ríos de régimen lento e incluso en algunas aguas litorales
en zonas portuarias.
Causas. Si hay un aporte excesivo de nutrientes que supera la capacidad de
autodepuración natural que tienen los medios acuáticos se produce un exceso de algas y plantas
acuáticas y una gran actividad biodegradativa de la materia orgánica formada, que consume el
oxígeno del agua y provoca un deterioro de su calidad reduciendo sus posibles usos.
La eutrofización de los lagos es un hecho natural que se produce muy lentamente, y que culmina
al cabo de ciento miles de años con la transformación del lago en un marjal, es decir un terreno
pantanoso empradizado. Sin embargo, este problema afecta últimamente a muchos lagos y
embalses debido a la denominada eutrofización cultural o por fertilización; es provocada por el
uso abusivo de fertilizantes (nitratos y fosfatos) cuyos excedentes son arrastrados por la lluvia, y
el excesivo consumo de detergentes con fosfatos vertidos por las aguas residuales a los cauces.
También contribuyen las descargas industriales y los residuos animales.
En este complejo se diferencian tres etapas:
Proliferación del fitoplancton: el exceso de nitratos y fosfatos (1) en las aguas favorece
un rápido y excesivo crecimiento de las algas y plantas acuáticas (2) que recubren y
enturbian las aguas, adquiriendo éstas una coloración verdosa, amarillenta o pardusca,
que impide que la luz solar alcance mayor profundidad.
Degradación aerobia de la materia orgánica: la disminución de la luz provoca la muerte
de los organismos fotosintetizadores y la consiguiente acumulación de materia orgánica
en los fondos (3). En esta situación la materia es descompuesta por las bacterias aerobias,
que consumen grandes cantidades de oxígeno, por lo que éste empieza a escasear,
dándose situaciones de anoxia (4) y merma de la capacidad autodepuradora de las aguas.
El resultado es que, al verse privados de oxígeno, mueren también las poblaciones
animales (6).
Degradación anaerobia de la materia orgánica: se desarrollan las bacterias anaerobias que
fermentan la materia orgánica presente (5) y desprenden sustancias como el H2S, NH3, y
CH4, que proporcionan mal olor y sabor a las aguas. Así aparecen las aguas eutrofizadas:
estancadas, coloreadas y con malos olores.
20
Efectos. Alteración de las características organolépticas del agua: turbiedad, olor desagradable,
color verdoso.
Falta de oxígeno que puede llegar a anoxia total.
Alteraciones en la flora y/o fauna acuática. Disminución de la vida acuática. Gran sedimentación
Alteración de la salud y disminución del valor recreativo.
Prevención. Reducir el aporte de nutrientes, en especial del fósforo, utilizando detergentes sin
fosfatos.
Moderar el uso de fertilizantes y utilizar tratamientos previos al vertido.
Limitar el crecimiento de las algas.
3.3.- CONTAMINACIÓN DEL MAR
Tradicionalmente se han considerado los océanos y mares como los vertederos naturales,
donde podían ir a parar todo tipo de sustancias sin que ello constituyese un grave problema
medioambiental, ya que el gran volumen de agua permitía la dilución de los productos y los
distintos organismos de las cadenas tróficas purificaban las aguas. Sin embargo, al igual que
ocurre con las aguas continentales, la situación en poco tiempo ha cambiado drásticamente. Se
calcula que hay unas 50.000 sustancias diferentes contaminantes en los mares. Proceden de
diversas fuentes:
Las aguas continentales contaminadas.
Los residuos volátiles presentes en la atmósfera, que retornan a la superficie terrestre, y,
lógicamente lo hacen en mayor proporción en el medio marino.
La descarga directa en el mar de las aguas residuales urbanas e industriales.
Los vertidos de petróleo, procedentes de las operaciones de extracción en las plataformas
petrolíferas, el trasvase y descarga, y la limpieza de los barcos petroleros. Todo ello
supone un vertido de cerca de tres millones de toneladas de petróleo.
Aunque los mares poseen una gran capacidad autodepuradora, las sustancias tóxicas que se
vierten a ellos no tienen a dónde ir, con lo cual va aumentando su concentración. Además, dado
que muchos de estos contaminantes se concentran en la zona costera, y siendo la plataforma
continental donde mayor actividad biológica hay, es esta zona la que sufre más intensamente las
consecuencias de la contaminación.
El problema de los vertidos de petróleo
Merecen especial atención los hidrocarburos, ya que la magnitud del impacto ambiental
de los vertidos de petróleo es enorme. Tras un vertido se suceden una serie de etapas hasta que se
elimina la mancha, durante las cuales se producen graves alteraciones en los ecosistemas
marinos:
Etapa de expansión: en esta etapa el petróleo se extiende rápidamente por la superficie
marina, al ser menos denso que el agua, lo que ocasiona un gran desastre ecológico.
Etapa de estabilización: los contaminantes se estabilizan en las distintas zonas del mar,
afectando a los correspondientes ecosistemas, lo que puede durar varios meses.
Etapa de reconstrucción o recolonización de las poblaciones marinas; es la etapa más
larga, y suele durar varios años.
21
Efectos: dependen del tipo de petróleo (crudo o refinado), cantidad liberada, movilidad del mar
receptor, y distancia a la costa.
Hasta que se vuelve a la normalidad, los efectos que produce la marea negra sobre los
seres vivos se traducen en:
• Una disminución en el desarrollo del fitoplancton, lo que afecta a las cadenas tróficas, ya
que la mancha de petróleo impide la penetración de luz, y, en consecuencia se inhibe la
fotosíntesis.
• Asimismo dificulta el intercambio de gases entre la atmósfera y el mar, con lo que el
oxígeno disuelto disminuye, causando la muerte de gran número de organismos.
• Por otra parte, las aves marinas, peces, etc., quedan intoxicados, o mueren por
hundimiento, al perder flotabilidad por la ingestión del petróleo, la obstrucción de los
conductos digestivos.
• Al quedar cubiertos el pelo o las plumas de mamíferos y aves marinas pierden su función
de aislante térmico y los animales mueren por hipotermia o al no poder desplazarse por
estar impregnados.
La limpieza de las aguas es posible, ya que de manera natural el petróleo sufre una serie
de procesos físico-químicos y biológicos que permiten su eliminación.
Los productos más volátiles se evaporan y en la atmósfera se oxidan, formando agua y CO2,
mientras que pequeñas partículas de petróleo llegan a la atmósfera como aerosol marino. Por otra
parte, el petróleo que permanece en superficie sufre una fotooxidación, se disuelve, en una
pequeña cantidad, o se emulsiona, y los productos más pesados del crudo (aceites y alquitrán) se
depositan en los fondos marinos, donde pueden desplazarse lentamente hacia zonas más
profundas para constituir depósitos geoquímicos.
Una determinada cantidad de petróleo, disuelto o emulsionado, es asimilado por diversos
organismos, pero la mayor parte se va degradando poco a poco por oxidación bacteriana en los
fondos. Puede suceder que parte del petróleo retorne a la superficie.
22
Métodos de eliminación artificial de las mareas negras
Método
• Recogida mecánica para la
reutilización del petróleo o para
quemarlo
• Aislamiento mediante flotadores,
burbujas
o
sustancias
gelificantes, para hundirlo con
sustancias
absorbentes
o
quemarlo.
• Utilización de detergentes que
facilitan la dispersión
Ventajas
• Utilización como fuel
• Dispersión e inoculación de
bacterias para su degradación
• Método natural
• Conviene usar cultivos selectivos
que degraden mejor cada tipo de
compuestos y añadir bacterias del
entorno y nutrientes inorgánicos.
• Se reduce el impacto ambiental
de las capas más superficiales
• Mayor rapidez en la degradación
Inconvenientes
• Se requieren aguas tranquilas
• Contaminación atmosférica, si se
quema
• No se evita el impacto ambiental
en los fondos marinos.
• Contaminación atmosférica
• Sólo vertidos pequeños.
• Posible efecto negativo sobre la
capa cérea de las aves marinas
• Utilización de detergentes para la
dispersión, con el fin de aumentar
la superficie de acción bacteriana
4.-LA CALIDAD DEL AGUA. PARÁMETROS DE CALIDAD.
La calidad del agua se define en función de una serie de parámetros físicos, químicos y
biológicos, que indican las características del agua y que la hacen apropiada o no para el uso al
que se vaya a destinar. Los parámetros son indicadores de las características y de las
propiedades que los diferentes contaminantes pueden proporcionar al agua, por lo que son de
utilidad para determinar el grado y origen de las alteraciones de su calidad. Se clasifican en:
físicos, químicos y biológicos.
1.- Parámetros físicos. Destacan entre ellos la transparencia o la turbidez en función de la
presencia de partículas sólidas o microorganismos, el color, sabor y olor (organolépticos), debido
a la existencia de materia orgánica, y la conductividad eléctrica, que depende de la cantidad de
las sales disueltas, la temperatura.
2.- Parámetros químicos. Son los más útiles para determinar la calidad del agua.
Componentes inorgánicos
-
Presencia de iones bicarbonato, cloruros (sabor desagradable), sulfatos (corrosión),
nitratos, etc
-
Alcalinidad y pH
-
Dureza (expresa las concentraciones de calcio y magnesio).
Índices analíticos que se emplean para medir la contaminación orgánica de las aguas
OD u Oxigeno disuelto. Mide la concentración de oxígeno disuelto en el agua. Nos indica su
disponibilidad para degradar la materia orgánica. Es fundamental para el desarrollo de la vida
acuática. Cuando hay vertidos de materia orgánica disminuye pues se utiliza para su
descomposición.
23
DBO o demanda biológica de oxígeno. Mide el oxígeno disuelto que consumen los
microorganismos del agua para oxidar la materia orgánica que ésta contiene (el valor más
usado es el de la DBO5: oxígeno consumido en 5 días a 20ºC 6 mg O2/l).
DQO o demanda química de oxígeno. Representa el oxígeno disuelto en el agua que se
gasta en oxidar totalmente la materia, por agentes químicos, en un medio ácido (valor
recomendado 10 mg de O2/l).
La relación entre DBO y DQB nos indica el tipo de contaminación de aguas residuales.
DBO/DQB menor de 0,2 nos informa de un vertido de tipo inorgánico, mientras que si es
mayor de 0,6 el vertido es orgánico
3.- Parámetros biológicos. Nos indican la cantidad de microorganismos que se encuentran en el
agua: los virus; las bacterias coliformes; los hongos responsables de los olores y sabores del
agua; las algas verde-azuladas, que ocasionan problemas de sabor, olor, turbidez, y los
protozoos, que son los vehículos trasmisores de enfermedades.
Estos parámetros sólo nos indican el grado de calidad que posee el agua cuando se toma
la muestra, pero no nos informa de su estado anterior ni de su capacidad de autodepuración. Por
ello en la actualidad se presta mucha atención a los denominados “Indicadores biológicos de
contaminación”, es decir, determinadas especies cuya presencia es orientativa sobre los niveles
de contaminación y las variaciones en las poblaciones por alteración del medio acuático.
B) LA GESTIÓN DEL AGUA
1.- LA GESTIÓN DEL AGUA
Gestionar el agua supone administrar este recurso; es decir, almacenar agua y controlar su
ciclo, para suministrarla a los lugares que es necesaria y con la calidad precisa. También hay que
controlar las demandas, establecer medidas de ahorro, reciclaje y utilización eficiente del agua, y
controlar la contaminación.
La gestión del agua tiene como objetivo el diseño y ejecución de un conjunto de acciones
que permitan responder a las demandas actuales de agua, y a las que se proyectan en el futuro, y
a la calidad requerida para cada uso, respetando el principio del mínimo impacto ambiental.
Pero una gestión integral y eficaz, que suponga un uso sostenible del agua, pasa
necesariamente por una planificación de los recursos hídricos, tanto en el ámbito de cada país
como a escala mundial. Así se celebró, por ejemplo, la Conferencia del Agua de las Naciones
Unidas (1977), en la que se realizó una primera evaluación de los recursos disponibles a nivel
mundial. En la Conferencia de Río se consideró que era necesario hacer un seguimiento mayor
de la cantidad y calidad del agua disponible y de cómo afectan las actividades humanas a este
recurso.
1.1.-EVALUACIÓN DE RECURSOS Y PLANIFICACIÓN HIDROLÓGICA
El agua es un recurso natural imprescindible, limitado y escaso. El mayor problema que presenta
el agua dulce en el mundo es su escasez, debido fundamentalmente a su mala gestión, ya que se
utiliza como si fuera un recurso inagotable.
En la mayor parte de los países, en función de criterios climáticos, estacionales y de
contaminación, hay una grave escasez de agua potable, como por ejemplo en amplias zonas de
África, Asia, Oriente Medio, etc.
24
En otras regiones hay un aumento constante de la demanda de agua en función del crecimiento
demográfico, intensificación de los sistemas agrícolas de regadío y la expansión industrial, unido
a un progresivo deterioro de las cuencas fluviales, debido a múltiples causas.
De todo ello deducimos la necesidad perentoria de Planes Hidrológicos: serie de principios
rectores que intervienen en la gestión del agua para lograr que los intereses agrícolas,
industriales, urbanos y el medio ambiente coexistan según el modelo del desarrollo sostenible
Por ello, es necesario modificar la planificación de los usos y demandas actuales del agua en
todos los sectores, doméstico, industrial, agrícola y ecológico.
La planificación hidrológica pretende, por tanto, la ordenación de los usos del agua, el aumento
de la eficiencia de los mismos y el aporte de soluciones de carácter técnico cuando no existan
otras posibilidades para hacer frente a las demandas.
Las medidas para lograr un uso más racional y eficiente del agua son:
a) Medidas de carácter general: proteger a las aguas superficiales y subterráneas de la
contaminación; proteger los bosques; regular el uso de los acuíferos; reciclar el aguas; etc.
b) Medidas de ahorro por sectores:
- en agricultura: Cambios en los sistemas de riego (por impulso o goteo) y mejora en la práctica
de gestión del agua (control suministros y aumento de tarifas.
- en industria: evitar pérdidas conducciones, reutilización en sistemas cerrados, etc.
- en consumo urbano: planificación urbana, empleo de instalaciones de bajo consumo, precios
del agua más acordes con su verdadero coste, aplicación del paisaje xerofílico, reutilización de
las aguas residuales domésticas.
c) Medidas de carácter técnico:
- construcción de presas y embalses: para regular las aguas de los ríos y controlar sus crecidas,
abastecer de agua a poblaciones, industrias, agricultura, producción de electricidad, ocio
- mejor aprovechamiento de las aguas subterráneas mediante sondeos, pozos etc.
- trasvases: exportar agua de una cuenca hidrográfica con excedentes a otras deficitarias.
- desalación del agua del mar y de acuíferos subterráneos salinizados.
c) Medias legislativas: Carta Europea del Agua (Estrasburgo, 1968); Ley de Aguas de 1985;
Conferencias internacionales: Conferencia del Agua de las Naciones Unidas (Mar de Plata,
1977) y Conferencia de Río (1992).
2.-MEDIDAS CORRECTORAS
Según la Reglamentación Técnico-Sanitaria, se consideran aguas potables de consumo
público “aquellas aguas utilizadas para este fin, cualquiera que sea su origen, bien en estado
natural o después de un tratamiento adecuado”, ya sean aguas destinadas directamente al
consumo, o utilizadas en la industria alimentaria.
Para el control analítico de la potabilidad de las aguas se han establecido cinco modelos
de análisis-tipo. En el análisis completo se determinan hasta 60 parámetros, mientras que el
análisis normal incluye las siguientes determinaciones:
•
Caracteres organolépticos: olor, sabor y turbidez.
•
Caracteres físico-químicos: temperatura, pH, y conductividad.
•
Caracteres relativos a sustancias no deseables: nitratos, nitritos, amoniaco y oxidabilidad.
También se incluye el cloro u otros desinfectantes.
25
2.1- TRATAMIENTO DEL AGUA PARA CONSUMO. POTABILIZACIÓN
Medio natural
Depuración
Recogida
Estación
potabilizadora
Aguas
residuales
Estación
depuradora
Red de
alcantarillado
Tratamiento
Agua potable
Usos
Almacén
y distribución
Ciclo de
utilización del
agua
El agua posee unas características físicas, químicas y biológicas, que impiden su uso
directo en casos de alimentación y debe de ser sometida a tratamientos y procesos que la
conviertan en agua potable.
Estos son de dos tipos:
a) Tratamiento global, que consiste en aplicar diferentes procesos físicos (como la
sedimentación, filtrado y tamizado) que permiten separar las partículas presentes en el agua por
su tamaño, y procesos químicos, como la coagulación, para formar agregados de partículas y su
posterior precipitación.
b) Tratamiento especial, como la desinfección, que puede realizarse de dos formas: la
cloración, que es el método más empleado, dado que el cloro es un poderoso oxidante y
desinfectante, es barato y fácil de controlar, pero presenta como inconveniente que aporta sabor
desagradable al agua, y el ozono y las radiaciones ultravioleta, que son procedimientos caros,
aunque más eficaces. Las cloraminas se suelen emplear en estaciones de tratamiento alejadas de
las zonas de consumo, ya que éstas permanecen más tiempo en el agua que el cloro libre.
26
Coagulante
Agua
(Medio natural)
Cribado
Coagulación
Decantación
Lodos
Filtrado
Oxidante
Esquema de los tratamientos
que se aplican para potabilizar
el agua de un río
Agua
potable
Desinfección
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2.2.-DEPURACIÓN DE AGUAS. PLANTA DEPURADORA DE AGUAS RESIDUALES
El interés del hombre por un abastecimiento adecuado y por una utilización de sistemas
para eliminar aguas residuales viene desde la antigüedad, pero es en el siglo XVIII cuando
alcanza un grado de mayor importancia que continua hasta nuestros días, utilizando para ello
mecanismos de depuración y tratamiento más costosos, pero más eficaces.
ESTACIONES DEPURADORAS
DEPURADORAS
DE
AGUAS
RESIDUALES
(E.D.A.R.)
PLANTAS
Los procesos que realizan las estaciones depuradoras dependen de la naturaleza del agua
(domésticas o industriales y agrícolas) y del volumen de las aguas residuales.
En general en una estación depuradora podemos encontrarnos con:
Línea de agua. Los distintos tratamientos a que se someten las aguas residuales hasta su
vertido al receptor.
1.- Pretratamiento. Eliminación de materiales sólidos gruesos (palos, plásticos, trapos, etc.)
que podrían atascar las bombas y maquinarias de la estación.
Desbaste o cribado: formado por tamices o enrejados que van reduciendo su tamaño
reteniendo los materiales más voluminosos que se llevan a los vertederos controlados.
Desarenado y desengrasado: para eliminar los objetos flotantes (grasas, pelos, aceites, etc)
de la superficie y los residuos minerales del fondo.
2.- Tratamiento primario. Eliminación de sólidos en suspensión y materia flotante que no
han sido retenidos en el pretratamiento, mediante procesos físico-químicos.
Decantación: en tanques se produce la sedimentación de los materiales orgánicos que son
retirados
Coagulación y floculación: mediante productos químicos (iones, sales metálicas etc) que se
combinan con los sólidos en suspensión para facilitar en el primer caso su sedimentación o
bien su flotación
Neutralización: ajuste de pH para permitir tratamientos posteriores.
3.-Tratamiento secundario. Eliminación de materia orgánica biodegradable y restos en
suspensión presente en las aguas residuales, mediante procesos biológicos (microbianos)
complementados con un sistema de alineación.
Un proceso biológico muy empleado es el de fangos activos: se colocan las aguas residuales
en depósitos de grandes dimensiones en condiciones aerobias, para que las bacterias que lleve el
agua (y las que se añadan para agilizar) degraden la materia orgánica mediante procesos de
oxidación.
4.-Tratamiento terciario. Para eliminar los contaminantes que aun quedan como minerales,
virus, metales pesados y materia orgánica disuelta. No se aplica en todas las EDAR.
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Pretratamiento
Entrada
de
Aguas fecales
Desbaste
Desarenado
Desengrasado
Tratamiento primario
Decantación primaria
Floculación
Neutralización
Compactación
Estabilización
Deshidratación
Acondicionamiento
Fangos
Tratamiento secundario
Tratamiento biológico
(Fangos activos)
Vertedero controlado
Incineración
Compostaje
Decantación secundaria
Biogás
Tratamiento terciario
Esquema del
Funcionamiento de
una depuradora de
aguas fecales
Vertido
Final
Cloración
Ósmosis inversa
Electrolisis
Adsorción...
En la depuración de las aguas se producen lodos y gases que son tratados separados de la
línea de agua y de forma individual
Línea de fangos o lodos. Sirve para concentrar los contaminantes presentes en el agua
residual.
Línea de gas. Tratamiento que se hace con el biogás generado en la línea de fangos.
Para la gestión del agua se ponen en marcha medidas de carácter general (reducción del
consumo, campañas educativas,...), medidas de carácter técnico (construcción de presas,
trasvases, canalizaciones, pozos, revegetación de riberas, limpieza de cauces,..), y medidas de
carácter político (legislación, conferencias mundiales, acuerdos institucionales....), que son las
que condicionan la gestión en su conjunto.
29
30