Recursos http://chud.com/forums/showthread.php?t=79688

Recursos Cualquier material necesario o importante para la vida humana, sociedad y civilizacion Sociedad se desarrolla alrededor de la idea de que hay un abastecimiento ilimitado de ciertos recursos Con el tiempo las necesidades pueden cambiar lo que se piensa es un recurso de valor

Cont. Recursos Recursos renovables (renewable) vs. no-renovables (non-renewable) Renovables: se rellenan o sustituyen (replenished) en un periodo corto de tiempo Ej. plantas, animales para comida, arboles para madera No-renovables: depositos significativos toman millones de años en formarse Ej. combustibles (fuels; carbon, petroleo, gas natural) y metales (hierro, cobre, uranio, oro)

Consumo de energia: uso per capita de recursos esta aumentando rapido Btu = British thermal unit (1055.05585 joules)

Consumo de energia en E.U. en 2001

Categorias de recursos Reservas Cantidad de material encontrado y que puede ser recuperado economicamente, no consumido o usado aun Subeconomicos o condicionales No viable economicamente (profitable) ahora No descubiertos (undiscovered) Hipoteticos: se espera que se encuentren Especulativos: quizas se encuentran

Categorias de recursos

Cap. 11. Agua como recurso: Distribucion de agua en la Tierra Agua fresca/dulce es limitada en la Tierra (~2.8%) Mayormente hielo polar (74%) y agua subterranea (26%) Agua es regionalmente un recurso renovable (renewable) Localmente el agua puede no ser renovable Condiciones geologicas afectan la cantidad y calidad del agua en una region

Almacenamiento y circulacion del agua Porosidad % del volumen total de una roca o sedimento (material) que consiste de espacio vacio y donde se puede almacenar fluido/agua Se expresa como un % (2.2%) o un decimal (0.022) Poros pueden ser ocupados por fluido o gas

Cont. Almacenamiento y circulacion del agua Permeabilidad – mide como un fluido pasa a traves de un material Mide el grado de interconeccion entre los poros y grietas en las rocas o el suelo Afectada por el tamano y forma de los granos, ademas de como los granos estan unidos (fit together)

Por Wilson Ramirez

Cont. Almacenamiento y circulacion del agua Tipo de roca afecta la porosidad y permeabilidad Rocas igneas, metamorficas y sedimentarias quimicas tienen cristales que estan bien entrelazados (interlocked) --- baja porosidad y permeabilidad Meteorizacion, disolucion y fracturacion aumentan poros. y perm. en rocas cristalinas Sedimentos clasticos tienen mas poros. y perm. Arenizcas son generalmente bien porosas Rocas ricas en arcilla y limo no son porosas ni permeables

Fig. 10.1 roca ignea roca sedimentaria clastica: arenizca arenizca (pobre seleccion/sorting) roca sed clastica: lutita (shale, arcillas/clays)

Aguas subterraneas (subsurface) Zona de saturacion o freatica (phreatic) esta llena de agua – agua subterranea Zona no saturada o vadosa (vadose, zona de aireacion) – encima de la zona de saturacion. Poros llenos de agua y aire. Cinturon de humedad del suelo (soil moisture) en la parte superior Nivel freatico (water table) separa las 2 zonas, limite superior de zona de saturacion, no esta siempre bajo la superficie (lago, rio, manantial, etc.)

Distribucion de agua subterranea *Zona de aireacion: poros del suelo, el sedimento y la roca no estan saturados de H2O, sino llenos de aire

Fig. 10.3 Rio drena agua no solo de superficie sino agua subterranea de rocas y suelo adyacente (descarga/discharge).

Cont. Aguas subterraneas Suelos permeables permiten que precipitacion infiltre Gravedad lleva agua hacia abajo hasta alcanzar una capa impermeable (ej. arcilla) que la detiene: acuitardo (aquitard) Encima se acumula agua subterranea, llenando poros Acuifero (aquifer) - estratos de roca o sedimento permeable que transmiten agua subterránea libremente (ej. arena y grava) Recarga (recharge) – agua que se mueve al acuifero, por infiltracion, migracion, percolacion, etc.

Geometria del acuifero y circulacion de agua subterranea Geologia y geometria de rocas y sedimentos controlara el comportamiento del agua Acuifero no confinado (unconfined aquifer): no tiene un acuitardo encima, sino rocas y sedimentos permeables Acuifero confinado (confined aquifer): tiene un acuitardo encima y debajo

Fig. 10.4 Acuifero no confinado

Cont. Geometria del acuifero y circulacion de agua subterranea Acuifero confinado puede estar bajo mucha presion, “presion hidrostatica (fluida)” (hydrostatic pressure). Si aumenta forma un sistema artesiano. Si se drena un acuifero bajo P el agua subira sobre el nivel del acuifero Superficie potenciometrica (potentiometric surface) – altura a la que el agua subira

P interna natural crea sistema artesiano Lutita (shale) Arenizca (sandstone)

Otros factores en la disponibilidad del agua Geometria de las unidades de roca presentes (host rock) Distribucion de lentes (lenses) de acuitardo pueden formar un nivel freatico colgado (perched water table) Patrones y fluctuaciones de precipitacion local Minerales en las rocas Localizacion de pozos relativo a zonas de recarga y puntos de descarga

Acuitardo encima del nivel freatico principal – zona de saturacion local: En interseccion de nivel freatico colgado y ladera de valle, fluye un manantial Acuifero

Consecuencias de remocion de aguas subterraneas Bombeo (pumping) excesivo bajara el nivel freatico y formara un cono de depresion alrededor del pozo – afecta disponibilidad de agua local y regionalmente Contaminación por intrusión salina (saltwater intrusion) Bombeo excesivo de agua subterránea causa que agua salina sea atraída a los pozos, contaminando así el agua dulce (menos densa) Problema en areas costeras

Cono de depresion alrededor de pozo de bombeo: si el bombeo reduce nivel freatico, pueden secarse los pozos someros

Contaminacion por intrusion salina Cono de depresion Salt groundwater

Cont. Consecuencias de remocion de aguas subterraneas Compactacion y subsidencia Superficie se hunde cuando el agua es bombeada mas rapido que los procesos naturales de recarga pueden reemplazarla Permite contacto grano-grano y conduce a compactacion de sedimentos y subsidencia de superficie Ejs. (1) area de elevacion baja, relativo al nivel del mar, puede ser inundada por el mar; (2) sumideros tambien se pueden formar dependiendo de la roca

Subsidencia - Galveston Bay, Texas

Valle de San Joaquin, CA subsidencia de 9 m en 52 años

Impactos de la urbanizacion: recarga Aumentos de uso pueden causar que los abastecimientos disminuyan o se pierda la recarga Pavimento, estacionamientos y otras construcciones reducen efectividad de infiltracion del agua Construccion en wetlands/pantanos reduce la recarga, el almacenamiento de agua y la calidad del agua

Fig. 10. 13 Acuifero confinado Fig. 10.13 Acuifero confinado. Area de recarga es restringida y al construir se reduce la recarga

Cont. Impactos de la urbanizacion: recarga Recarga de aguas subterraneas puede aumentar si incorporamos estrategias de recarga artificial Construir cuencas (basins) de recarga artificiales – atrapar agua de lluvia, nieve, etc. Emplear cualquier metodo para hacer mas despacio la escorrentia (runoff) y aumentar la infiltracion de aguas superficiales

Otros aspectos de las aguas subterraneas Aguas subterraneas disuelven rocas - a menudo ligeramente ácida Colapsos o disolucion de la roca superficial puede formar sumideros (sinkholes) Cavernas se pueden agrandar

Fig. 10.16 Sumideros de colapso Florida (1981): $2 millones Florida: sumideros causados por pozos de irrigacion

Sumideros o dolinas de colapso, Manati, PR

Cont. Otros aspectos de las aguas subterraneas Topografía kárstica (karst) - generada por el poder de disolución del agua subterránea Asociada con sumideros en roca soluble: calizas (limestone), dolomita (dolomite), o yeso (gypsum) Agua remueve los minerales de la roca y se lleva los iones en solucion Velocidad de flujo de las aguas subterraneas aumenta en areas karsticas Fluye mas rapido sin sedimentos y roca en el camino Contaminantes fluyen mas rapido a traves de sistemas de aguas subterraneas en el carso

Fig. 10.15 Rocas solubles que producen karst

Karst desarrollado en dolomita (VA) Karst en Florida (false color image)

Carso tropical Topografia dominada por colinas residuales (no sumideros) en forma de cono, con lados empinados a verticales y separadas por depresiones: cone karst y tower karst Cockpit karst: topografia dominada por cockpits – sumideros grandes en forma de envase de hasta 1 km de diametro que ocurren en calizas gruesas. PR, Cuba, Rep. Dom.: se caracteriza por colinas bajas y anchas (stubby) - mogotes

Cockpit karst, Jamaica

Topografia karstica en PR Limite sur - carso norteño Mogotes

Calidad del agua Medidas para expresarla: partes por millon (ppm) partes por billon (ppb) – soluciones mas diluidas Total de solidos disueltos (Total Dissolved Solids, TDS) Suma de concentraciones de quimicos solidos disueltos en el agua, ej. 500 o 1000 ppm TDS para agua de tomar Importante saber que quimicos estan disueltos, ej. radio y radon Agua dura (hard water) contiene cantidades sustanciales de Ca y Mg: >80-100 ppm

Uso y abastecimiento de agua Este de E.U. generalmente humedo Dependencia mayor es en aguas superficiales Oeste de E.U. - condiciones mas aridas Mas dependencia en aguas subterraneas Uso global de agua Demasiada gente Demasiada demanda No muchos lugares para encontrar mas agua

Fig. 10.20 Variaciones en “withdrawal” de agua

Fig. 10.20 Uso de agua para irrigacion

Areas marcadas – cuencas de rios con mas de 10 millones de habitantes Fig. 10.25 Proyeccion de agua para 2025. Muchos tienen agua inadecuada: <1700 m3/persona/yr. Areas marcadas – cuencas de rios con mas de 10 millones de habitantes

Extendiendo el abastecimiento de agua Conservacion Moderar la cantidad de agua para irrigacion, usar diferentes metodos Hacer cambios en el uso de agua en el hogar Transferencia de agua superficial entre cuencas de drenaje (drainage basin) Sistemas de acueductos - uso de tuneles y canales Desalinizacion de agua salada 2 metodos: filtracion y destilacion

Fig. 10.32 Desalinizacion Destilacion Filtracion

Precipitacion en Puerto Rico – mas alta en el area del Yunque

Por: Wilson Ramirez

Contaminacion por intrusion salina

Regulacion de uso de agua Federal USGS – cuantifica los recursos disponibles EPA – control de contaminacion Estatal DRNA – aplicacion y vigilancia Gobierno municipal