Agua Fuentes, caracterización, tecnología y gestión sustentable

Presentación del tema: "Agua Fuentes, caracterización, tecnología y gestión sustentable"— Transcripción de la presentación:

1 Agua Fuentes, caracterización, tecnología y gestión sustentable
René Santiago Ramírez Morales y Juan Carlos Vega de Kuyper

2 CAPÍTULO 1 HIDROSFERA

3 1. HIDROSFERA La hidrosfera es uno de los cuatro componentes o subsistemas del planeta Tierra y comprende toda el agua contenida en él en sus diferentes estados físicos —sólido, líquido y gaseoso— en sus diversas fuentes superficiales y subterráneas, y según el contenido de sales se encuentra como agua salada o agua dulce. La hidrosfera se formó por la condensación y solidificación del vapor de agua que se habría producido en la atmósfera primitiva —la cual comenzó a formarse con el nacimiento de la Tierra y estaba compuesta por diferentes gases—. El agua constituye una cubierta dinámica pues presenta un permanente proceso de cambios de un estado físico a otro y de un subsistema a otro, lo cual provoca una constante transformación de la superficie terrestre que regula el clima, modela el relieve y permite la vida sobre la Tierra.

4 1.1 ORIGEN DEL AGUA Y SU IMPORTANCIA PARA LA VIDA
El agua se puede definir como un compuesto químico formado por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno, por lo que su fórmula química es H2O. Existen dos teorías científicas sobre el origen del agua en la Tierra: la volcánica y la extraterrestre o cósmica. Según la teoría volcánica, hace unos millones de años, los átomos de hidrógeno y de oxígeno existentes en el centro del planeta, y que se habrían formado por síntesis nuclear en distintas épocas después de la gran explosión, reaccionaron a temperaturas sobre 500°C formando moléculas que se desprendieron en forma de vapor a la superficie de la Tierra pasando a la atmósfera primitiva que contenía metano, amoniaco, cianuro de hidrógeno y otros compuestos, pero que no contenía oxígeno molecular. Parte del vapor se condensó lo cual generó agua líquida y sólida sobre la superficie del planeta.

5 La teoría cósmica está basada en situaciones extraterrestres y explica la existencia de agua en la Tierra a partir de agua en forma de hielo contenida en meteoritos y cometas los que al impactar sobre la superficie del planeta la liberaron generando los océanos a lo largo de millones de años. El agua, en su estado líquido, es la materia necesaria para la generación y mantenimiento de vida en el planeta al estar presente en las reacciones químicas del proceso vital, lo que constituye además un alto porcentaje del peso de los seres vivos. La presencia de agua va íntimamente asociada a la existencia de vida y es esencial para la vida de todos los seres vivos existentes en la Tierra. Los organismos vivos están compuestos aproximadamente entre 60% y 98% de agua y, por ende, todos los seres vivos funcionan gracias a sus propiedades.

6 1.2 LA HIDROSFERA EN EL PLANETA TIERRA
La Tierra es un planeta que tiene tres tipos de movimientos: de rotación alrededor de su eje, lo que genera el día y la noche; de revolución alrededor del Sol, creando básicamente dos tipos de clima básicos: frío y calor; también se mueve, con el resto del sistema solar, por la Vía Láctea. La Tierra, cuyas dimensiones se resumen en la Tabla 1.1, es un planeta que constituye un sistema dinámico formado por componentes, o subsistemas, que interactúan y sufren cambios permanentes de corto y largo plazos. Estos componentes son: Geosfera (del griego geo tierra y sfaíra, cuerpo redondo): es la parte sólida central de la Tierra formada por el núcleo, el manto y la corteza que contiene el suelo y las rocas (Figura 1.1). El manto superior de la corteza se denomina litosfera (litos, piedra), el cual contiene las rocas minerales y los combustibles fósiles.

7 Atmósfera (del griego atmós, vapor): es la capa gaseosa que envuelve la Tierra. La capa que está en contacto con su superficie (aproximadamente entre 9 y 17 km sobre el nivel del mar) contiene el 95% del aire del planeta y se denomina troposfera (del griego tropos, cambio, giro). Sobre la troposfera se extiende la estratosfera (del latín stratus, cubierta de cama) desde 17 km y hasta 50 km y en su parte superior se encuentra la capa de ozono que absorbe radiaciones ultravioleta provenientes del Sol. Hidrosfera (del griego hidros, agua): se localiza entre la atmósfera y la litosfera. El agua en estado sólido se encuentra en forma de casquetes polares, témpanos de hielo, hielos superficiales o permafrost por su nombre en inglés; en estado líquido en ríos, mares, océanos y otros cuerpos de agua superficial y subterránea, como se analiza más adelante; en estado gaseoso se encuentra principalmente como vapor de agua en la atmósfera. Alrededor del 75% de la superficie de la Tierra está cubierto por agua y en su mayoría (~97.5 %) es agua salada de mares y océanos, y alrededor de 2.5 % es agua dulce la que se encuentra en los continentes, tanto en la superficie como subterránea, y una pequeña parte en la atmósfera y en la biosfera.

8 Biosfera (del griego bíos, vida): es toda la zona donde existe vida
Biosfera (del griego bíos, vida): es toda la zona donde existe vida. En la atmósfera (en la troposfera), en la hidrosfera y en la litosfera que es la “capa más externa de la Tierra formada por la crteza y parte del manto terrestre”. Abarca aproximadamente unos 20 km desde la mayor profundidad de los océanos hasta las cumbres más altas.

9 1.3 LA INTERACCIÓN ENTRE LOS SUBSISTEMAS DEL PLANETA
Los cuatro componentes, o subsistemas, del planeta Tierra (geosfera, atmósfera, hidrosfera y biosfera) no son aislados sino que existe una íntima relación entre ellos de modo que los permanentes cambios y fenómenos que experimenta cada uno pueden afectar, de alguna manera, a una o más partes del sistema estableciéndose un equilibrio dinámico. Estos fenómenos se producen con intercambio de materia y energía. La Figura 1.1 refleja la interacción de la biosfera con la atmósfera, de la cual utiliza los gases, especialmente oxígeno y dióxido de carbono, para los procesos metabólicos y fotosintéticos; con la hidrosfera que proporciona el agua necesaria para la existencia de seres vivos y con la geosfera, que provee el suelo para el soporte de los seres vivos

10 Figura 1.1 Interacción entre los componentes del planeta Tierra

11 1.4 ESTADO NATURAL DEL AGUA
El agua existe en el universo en los tres estados físicos, sólido, líquido y gas, en diferentes cuerpos de agua —o masas de agua, naturales o artificiales—. Sólido. Los glaciares y los casquetes polares son las fuentes permanentes de agua sólida o hielo; además, en climas muy fríos los cuerpos de agua se congelan en su superficie durante el invierno, al igual que la escarcha que se forma en superficies húmedas; también se encuentra agua sólida en precipitaciones como nieve y granizo. Líquido. En estado líquido el agua cubre alrededor del 75% de la superficie de la Tierra formando los mares y océanos, lagos, ríos y pantanos y además se encuentra en las nubes de lluvia y en el rocío sobre las plantas. El agua líquida también se acumula en los intersticios de las rocas y partículas bajo la superficie terrestre, lo cual forma cuerpos de agua subterráneos. También existe en la atmósfera en las nubes en forma de gotas microscópicas o cristales de hielo en suspensión con aire. Asimismo el agua se encuentra en forma de vapor otorgándole humedad al aire.

12 Gas. Asimismo el agua se encuentra en forma de vapor otorgándole humedad al aire. El vapor natural más impactante es el emitido por surtidores subterráneos de agua caliente y vapor denominados “géiseres”. En la Tabla 1.2 se presenta una distribución aproximada de los volúmenes de las diferentes fuentes del agua natural en la Tierra.

13 1.5 AGUAS MARINAS Son aquellas aguas saladas que se han almacenado en extensas y profundas depresiones de la litosfera denominadas océanos o mares según sus características como extensión, profundidad y otras. En el hemisferio norte los océanos y mares ocupan el 60.7% de la superficie, siendo el resto tierra que comprende los continentes, Norte y Centro América e islas grandes, parte de Sudamérica, Europa y Asia, y parte de África. En el hemisferio sur la proporción de agua es alrededor del 81%, siendo las tierras existentes Australia, Nueva Zelanda, Islas del Pacifico, sur de África, parte de Sudamérica y el continente Antártico. A nivel global, la superficie de tierra es del orden de 30% y la de aguas marinas es de 70%, como se resume en la Tabla 1.3.a.

14 A nivel de hemisferios, la distribución de continentes (incluidos islas e islotes) y océanos y mares se encuentra en la Tabla 1.3.b, donde se aprecia que el hemisferio sur tiene alrededor del 10% más del total de superficie oceánica con que cuenta el hemisferio norte.

15 1.5.1 OCÉANOS El término océano se utiliza para designar la parte de la superficie de la Tierra que está cubierta de aguas marinas, la cual se formó hace unos millones de años. Grandes extensiones de tierra (continentes y grandes archipiélagos) dividen el océano, para efectos didácticos, en cinco partes: • Océano Atlántico: separa África y Europa, al este y América al oeste; tiene una superficie estimada de km2, incluyendo los mares Báltico y Mediterráneo, lo que corresponde al 23.5% de la superficie terrestre cubierta por océanos; se extiende entre el Océano Ártico en el norte y el Océano del Sur o Antártico; el ancho máximo del Atlántico varía de km entre el este de Brasil y el oeste de Liberia a km entre los Estados Unidos y el norte de África. La línea del ecuador lo divide en Atlántico Norte y Atlántico Sur.

16 • Océano Pacífico: es el océano de mayor tamaño con una extensión aproximada de km2 (incluyendo el mar de China) y que ocupa el 46.6% del área cubierta por los océanos, esto es aproximadamente 1/3 de la superficie terrestre. Se extiende por el norte desde el mar de Bering y el Océano Ártico hasta el mar de Ross por el sur. Su mayor ancho es de cerca de km entre Indonesia y Colombia a unos 5° de latitud norte. La mayor profundidad del planeta se encuentre en este océano. La Figura 1.2 muestra la ubicación de los océanos en el planeta y la Tabla 1.4 resume las dimensiones estimadas de los océanos. Figura 1.2 Ubicación de los océanos en el globo terrestre

17 • Océano Índico: limita con el sur de Asia por el norte y la Antártica por el sur, al este con la Península de Malasia, las Islas Sonda y Australia, y al oeste con la Península Arábiga y África. Su superficie estimada es de km2, incluyendo el mar Rojo y el Golfo Pérsico, lo que equivale a 19.5% de la superficie de los océanos y tiene un ancho de km entre el sur de África y Australia. • Océano Glacial Antártico: oficialmente llamado Océano del Sur, o Meridional, cubre una superficie de km2 incluyendo el mar de Amundsen, el mar de Bellingshausen, parte del pasaje de Drake, el mar de Ross y el mar de Weddell (Tabla 1.5). La extensión del Océano Antártico la definió la Organización Hidrográfica Internacional; limita al sur con las costas de la Antártida y por convención hasta los 60° S de los océanos Atlántico, Índico y Pacífico. Su superficie corresponde al 6.1% de la superficie total de los océanos. Rodea la Antártida con cerca de km de costa. • Océano Ártico: también llamado Glacial Ártico, rodea el Polo Norte; es el océano de menor tamaño y tiene una superficie de km2 al norte de Europa, Asia y América; el Ártico limita con el Atlántico Norte, está separado del Océano Pacífico por el estrecho de Bering, situado entre Rusia y Alaska, y por el litoral norte de Europa, Asia, Rusia y Alaska.

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19 1.5.2 MARES Se denominan mares a aquellas zonas de los océanos que están en contacto con las costas o al interior de los continentes. El término “mar” también se usa para designar el conjunto de agua salada que forma los océanos y mares menores. Los mares se clasifican como: Mares litorales o costeros: son aquellos mares abiertos, situados normalmente sobre la plataforma continental que forman parte de los océanos o que están comunicados con ellos. Sus límites están definidos por puntas sobresalientes de las tierras que los rodean, y pueden estar subdivididos en áreas caracterizadas por los accidentes costeros. Mares cerrados: son aquellos que están aislados de otros mares y de los océanos, por lo que no tienen la misma vida acuática de ellos. No obstante, por la característica de sus aguas saladas se les considera mares. Se mantienen gracias a la afluencia de ríos y dependen de la magnitud de sus caudales; la salinidad de estos lagos varía al disminuir en la época de lluvias y aumentar durante las sequías por la evaporación.

20 Mares mediterráneos o continentales: se encuentran rodeados por tierras y se comunican con el océano a través de estrechos o canales. Debido a que se encuentran casi aislados, sus regímenes de salinidad y de temperaturas son muy especiales. Los mares se suelen asociar a los continentes o a los océanos, y algunos ejemplos se resumen en las Tablas 1.5.a y 1.5.b