Ciclo del agua
En esta página hemos englobado aquellos conceptos relacionados con el ciclo del agua. Dicho ciclo se puede definir como el proceso, ya sea natural o no, de cambios de fase, transporte, almacenaje, tratamientos (físico-químicos), usos y consumos, así como el retorno al medio base en el agua. A grandes rasgos se pueden definir 4 tipos de ciclo del agua:
- El ciclo natural o hidrológico del agua
- El ciclo integral del agua
- El ciclo urbano del agua
- El ciclo agropecuario del agua
Si bien es cierto, los más conocidos son los dos primeros y dan una visión global del ciclo del agua tal y como lo conocemos. El tercero y el cuarto se centran en los usos que le damos al agua para la vida cotidiana y los sectores económicos primario (agricultura, ganadería y pesca) y secundario (industria).
Ciclo Natural del Agua
Este es el ciclo básico, aquél que aprendimos cuando éramos pequeños en la escuela. Éste se ha dado desde la creación de la Tierra -después de enfriarse el planeta, evidentemente- de manera natural, sin que la intervención humana pueda controlarla. A toda esta agua podemos definirla como recursos hídricos naturales.
El agua, en nuestro planeta, puede encontrarse en 3 fases: sólida (hielo, nieve, granizo), líquida (agua, comúnmente llamada) y gaseosa (vapor de agua). Esto se da a lo largo del ciclo natural o hidrológico del agua. A pesar de ser un ciclo, siempre debe haber un punto de inicio -¿qué fue antes, el huevo o la gallina?- por eso tomamos como punto de partida -lógico- el agua del mar (nuestro planeta el 97.5 % del agua se encuentra en forma de agua líquida salada).
Digamos que el ciclo se inicia en el mar, el Sol calienta el agua y el viento rompe la tensión superficial provocando la evaporación del agua. Este agua -en forma de vapor- se encuentra más caliente que el ambiente, por lo que tiende a ascender. A medida que aumenta la altura, la temperatura y presión son menores, por lo que el agua en forma de vapor de agua se condensa. Ahora se crean las nubes, que pueden estar a diferentes alturas según la temperatura y presión del ambiente, y se transportan a grandes distancias hasta que se dan las características climáticas u orografía idóneas para que el vapor de agua se transforme de nuevo en líquido (si la temperatura es superior a 0 ºC) o en nieve o granizo (si la temperatura es inferior a 0 ºC). Este fenómeno se conoce con el término de precipitación. Si dicha precipitación se encuentra en fase sólida, puede quedarse retenida durante largo tiempo hasta que se funde y se transforma en agua líquida. Si, por el contrario, el agua caída es en estado líquido o por condensación (rocío), esta se convierte en escorrentía -a la cual debemos sumar el agua del deshielo-, pero no toda el agua precipitada va a parar al agua que fluye en nuestros ríos, si no que hay una parte que será interceptada por la vegetación, retenida en balsas naturales, será evapotranspirada por las plantas y se infiltrará para recargar los acuíferos (en términos de ingeniería hidrológica a estos procesos se conocen como "pérdidas", aunque dicha agua no se pierde en realidad, deja de ser efectiva en términos hidráulicos). Llegados a este punto, el agua puede ser retenida en tres zonas y dos estados diferentes: en la alta montaña (en forma de nieve o hielo en un estado sólido); en balsas y lagos naturales; y en el subsuelo. El proceso cíclico puede volver a activarse con el agua que aflora en la superficie y transformar de nuevo el agua a un estado gaseoso mediante la evaporación y la transpiración (de plantas y animales) y la sublimación (paso directo de agua sólida a gaseosa). El sistema no se encuentra en ningún punto desconectado, por lo que el agua que fluye bajo el subsuelo puede volver a la superficie -y viceversa- en función de las características hidrogeológicas del terreno. Así pues, el agua encerrada en acuíferos puede salir a la superficie a través de ríos, lagos, lagunas y manantiales o bien disolverse en agua del mar. En ambos casos, la llegada al mar pone de nuevo en marcha la maquinaria y el ciclo vuelve a empezar...
Mediante este dibujo (Fuente: USGS) -de carácter muy didáctico- queremos mostrar, de manera más amena, lo explicado en el parágrafo anterior:
Digamos que el ciclo se inicia en el mar, el Sol calienta el agua y el viento rompe la tensión superficial provocando la evaporación del agua. Este agua -en forma de vapor- se encuentra más caliente que el ambiente, por lo que tiende a ascender. A medida que aumenta la altura, la temperatura y presión son menores, por lo que el agua en forma de vapor de agua se condensa. Ahora se crean las nubes, que pueden estar a diferentes alturas según la temperatura y presión del ambiente, y se transportan a grandes distancias hasta que se dan las características climáticas u orografía idóneas para que el vapor de agua se transforme de nuevo en líquido (si la temperatura es superior a 0 ºC) o en nieve o granizo (si la temperatura es inferior a 0 ºC). Este fenómeno se conoce con el término de precipitación. Si dicha precipitación se encuentra en fase sólida, puede quedarse retenida durante largo tiempo hasta que se funde y se transforma en agua líquida. Si, por el contrario, el agua caída es en estado líquido o por condensación (rocío), esta se convierte en escorrentía -a la cual debemos sumar el agua del deshielo-, pero no toda el agua precipitada va a parar al agua que fluye en nuestros ríos, si no que hay una parte que será interceptada por la vegetación, retenida en balsas naturales, será evapotranspirada por las plantas y se infiltrará para recargar los acuíferos (en términos de ingeniería hidrológica a estos procesos se conocen como "pérdidas", aunque dicha agua no se pierde en realidad, deja de ser efectiva en términos hidráulicos). Llegados a este punto, el agua puede ser retenida en tres zonas y dos estados diferentes: en la alta montaña (en forma de nieve o hielo en un estado sólido); en balsas y lagos naturales; y en el subsuelo. El proceso cíclico puede volver a activarse con el agua que aflora en la superficie y transformar de nuevo el agua a un estado gaseoso mediante la evaporación y la transpiración (de plantas y animales) y la sublimación (paso directo de agua sólida a gaseosa). El sistema no se encuentra en ningún punto desconectado, por lo que el agua que fluye bajo el subsuelo puede volver a la superficie -y viceversa- en función de las características hidrogeológicas del terreno. Así pues, el agua encerrada en acuíferos puede salir a la superficie a través de ríos, lagos, lagunas y manantiales o bien disolverse en agua del mar. En ambos casos, la llegada al mar pone de nuevo en marcha la maquinaria y el ciclo vuelve a empezar...
Mediante este dibujo (Fuente: USGS) -de carácter muy didáctico- queremos mostrar, de manera más amena, lo explicado en el parágrafo anterior:
Ciclo Integral del Agua
Si partimos de la idea que el ciclo hidrológico engloba a todos los procesos a lo largo de la "vida natural del agua", el Ciclo Integral del Agua se puede entender como la parte o fracción "no-natural", siendo un subciclo del Ciclo Natural del Agua, ya que sin el primero el segundo no podría existir. Éste surge por la acción directa de la humanidad ejerciendo una presión sobre el recurso para poder realizar las actividades cotidianas.
Este ciclo se compone -o debería hacerlo- de 6 fases:
- Captación: para poder disfrutar de este valioso recurso, primero debemos extraerla del medio. Las "fuentes de suministro" se pueden clasificar según su procedencia en: aguas superficiales (manantiales, ríos, lagos y embalses); y aguas subterráneas (acuíferos libres y/o confinados).
En la actualidad están surgiendo nuevas fuentes de agua como el aprovechamiento del vapor de agua ( o el agua de nubes, como es denominado popularmente) y el agua de glaciares. - Transporte: normalmente la captación de agua no se produce en el mismo emplazamiento en la que se le da uso. Igual que sucede con otros sistemas, como la electricidad, el agua debe transportarse hasta plantas de tratamiento.
El transporte puede realizarse en lámina libre (ríos, canales, acequias...) o a presión (galerías, tuberías...). - Potabilización: el agua captada y transportada normalmente no es apta para su uso o consumo directo, necesita procesos físico-químicos para ser apta en función de la normativas de cada país o región.
Las Estaciones de Tratamiento de Agua Potable (ETAP) son las encargadas de dotar al agua de las garantías sanitarias necesarias. - Distribución: una vez tratada, el agua se distribuye desde las ETAP por medio de tuberías de grandes dimensiones a los depósitos de regulación (distribución en alta). Allí el agua es almacenada para ser distribuida directamente a los puntos de consumo como viviendas, industrias, servicios urbanos, etc. (distribución en baja).
- Evacuación: después de ser utilizada, el agua puede permanecer en fosas sépticas hasta su retirada y posterior tratamiento, o bien ser transportada a través de redes de alcantarillado hasta las Estaciones de Depuración de Aguas Residuales (EDAR).
El sistema de alcantarillado puede ser unitario (aguas residuales y pluviales por el mismo conducto) o bien separativo (aguas residuales y pluviales por conductos diferentes), en lámina libre o a presión. - Depuración: tanto las aguas procedentes de fosas sépticas como las del sistema de alcantarillado (unitario o separativo) deben ser tratadas en EDARs hasta conseguir los estándares de calidad necesarios para ser devueltas al medio receptor (ríos, mares...) o ser reutilizada.
Las EDARs emplean sistemas físicos, químicos y biológicos para obtener agua depurada.
Dentro del Ciclo Integral deberíamos incorporar la línea industrial a gran escala, pero esta tiene sus propios sistemas de captación, tratamiento y depuración. Normalmente no disponen de sistemas de transporte, distribución y evacuación como los que hemos explicado, pues entre el punto de captación y de evacuación no suele haber grandes distancias.
Dentro del Ciclo Integral del Agua existe una categoría aún más específica que podemos clasificar como Ciclo Urbano del Agua. Este se centra en el estudio de la procedencia, utilización y evacuación de las aguas urbanas, prescindiendo de algunos de los procesos de captación, transporte y depuración.
Es evidente que este ciclo se encuentra en concordancia con su hermano mayor. Veámoslo.
Las aguas "entrantes" en el sistema urbano provienen de dos fuentes: agua potable (ETAPs) y precipitaciones. Esta última se incorpora en el Ciclo Integral como una fuente más que se pasa directamente al sistema de evacuación (alcantarillado), pero en muchas ocasiones no es del todo cierto. Lo mismo sucede con la distribución en baja, no toda el agua potabilizada llega a ser consumida por los usuarios (conociéndose este concepto como pérdidas de red).
El agua de lluvia puede ser captada por alcantarillas, y enviada posteriormente a la EDAR, o bien por Sistemas de Drenaje Urbano Sostenible (SUDS). En el segundo caso el agua no es transportada ni tratada, sino que se retiene hasta ser evaporada o infiltrada en el terreno, volviendo así al Ciclo Natural del Agua. De igual manera, las pérdidas en red entran directamente a formar parte de los acuíferos.
Dentro de este ciclo, muy relacionado con los SUDS, existe otro aprovechamiento del agua de lluvia: los depósitos de regulación de aguas pluviales. Estos elementos permiten laminar avenidas y evitar la emisión de altas cargas contaminantes al medio por falta de capacidad de depuración de las EDARs (Barcelona es un ejemplo de estos sistemas). Aquellos depósitos que no se encuentran conectados a la red de alcantarillado permiten el almacenamiento de agua de lluvia (agua limpia) para usos urbanos como la limpieza de calles, riego de zonas verdes y mantenimiento de caudales ecológicos.
La agricultura y la ganadería tienen también su propio ciclo del agua. El de la primera parece obvio, mucho más cercano al Ciclo Natural del Agua (pero con gran intervención humana), mientras en el segundo se ve como un uso industrial del agua y, por tanto, se asemeja más al Ciclo Integral del Agua. Pero ambos se entremezclan con conceptos de otros ciclos y queda difusa su definición.
La agricultura es la gran consumidora de recursos hídricos y de nutrientes para la obtención de mayores cosechas, lo que le confiere el primer puesto en cuanto a contaminante de acuíferos. En la agricultura aspectos como la evapotraspiración son fundamentales en el ciclo, pero existen otros factores que deben tenerse en cuenta como son la procedencia del agua y el retorno al medio. Las aguas subterráneas son la principal fuente en la agricultura, seguidas de las aguas superficiales y, en la actualidad en auge, las aguas reutilizadas. La utilización de sistemas de recogida de aguas agrícolas, aunque caros, permiten evitar la interacción entre éste y el Ciclo Natural del Agua.
Por otro lado, la ganadería, debido a su alta industrialización, se ha dotado de legislación específica que ha permitido controlar su ciclo del agua. La captación, uso y depuración se realiza en las cercanías de la industria, aunque en algunos casos las aguas residuales generadas son transportadas a plantas de tratamiento especificas o bien son vertidas al medio directamente por descuido u omisión.
En la actualidad se están dando grandes avances en la reutilización de aguas residuales para destinarla a usos agrícolas y disminuir la presión sobre los recursos hídricos. Del mismo modo, para los desechos de las granjas se está potenciando el binomio agua-energía con el aprovechamiento de los desechos de los animales para la generación de energía.
Ciclo Urbano del Agua
Dentro del Ciclo Integral del Agua existe una categoría aún más específica que podemos clasificar como Ciclo Urbano del Agua. Este se centra en el estudio de la procedencia, utilización y evacuación de las aguas urbanas, prescindiendo de algunos de los procesos de captación, transporte y depuración.
Es evidente que este ciclo se encuentra en concordancia con su hermano mayor. Veámoslo.
Las aguas "entrantes" en el sistema urbano provienen de dos fuentes: agua potable (ETAPs) y precipitaciones. Esta última se incorpora en el Ciclo Integral como una fuente más que se pasa directamente al sistema de evacuación (alcantarillado), pero en muchas ocasiones no es del todo cierto. Lo mismo sucede con la distribución en baja, no toda el agua potabilizada llega a ser consumida por los usuarios (conociéndose este concepto como pérdidas de red).
El agua de lluvia puede ser captada por alcantarillas, y enviada posteriormente a la EDAR, o bien por Sistemas de Drenaje Urbano Sostenible (SUDS). En el segundo caso el agua no es transportada ni tratada, sino que se retiene hasta ser evaporada o infiltrada en el terreno, volviendo así al Ciclo Natural del Agua. De igual manera, las pérdidas en red entran directamente a formar parte de los acuíferos.
Dentro de este ciclo, muy relacionado con los SUDS, existe otro aprovechamiento del agua de lluvia: los depósitos de regulación de aguas pluviales. Estos elementos permiten laminar avenidas y evitar la emisión de altas cargas contaminantes al medio por falta de capacidad de depuración de las EDARs (Barcelona es un ejemplo de estos sistemas). Aquellos depósitos que no se encuentran conectados a la red de alcantarillado permiten el almacenamiento de agua de lluvia (agua limpia) para usos urbanos como la limpieza de calles, riego de zonas verdes y mantenimiento de caudales ecológicos.
Ciclo Agropecuario del Agua
La agricultura y la ganadería tienen también su propio ciclo del agua. El de la primera parece obvio, mucho más cercano al Ciclo Natural del Agua (pero con gran intervención humana), mientras en el segundo se ve como un uso industrial del agua y, por tanto, se asemeja más al Ciclo Integral del Agua. Pero ambos se entremezclan con conceptos de otros ciclos y queda difusa su definición.
La agricultura es la gran consumidora de recursos hídricos y de nutrientes para la obtención de mayores cosechas, lo que le confiere el primer puesto en cuanto a contaminante de acuíferos. En la agricultura aspectos como la evapotraspiración son fundamentales en el ciclo, pero existen otros factores que deben tenerse en cuenta como son la procedencia del agua y el retorno al medio. Las aguas subterráneas son la principal fuente en la agricultura, seguidas de las aguas superficiales y, en la actualidad en auge, las aguas reutilizadas. La utilización de sistemas de recogida de aguas agrícolas, aunque caros, permiten evitar la interacción entre éste y el Ciclo Natural del Agua.
Por otro lado, la ganadería, debido a su alta industrialización, se ha dotado de legislación específica que ha permitido controlar su ciclo del agua. La captación, uso y depuración se realiza en las cercanías de la industria, aunque en algunos casos las aguas residuales generadas son transportadas a plantas de tratamiento especificas o bien son vertidas al medio directamente por descuido u omisión.
En la actualidad se están dando grandes avances en la reutilización de aguas residuales para destinarla a usos agrícolas y disminuir la presión sobre los recursos hídricos. Del mismo modo, para los desechos de las granjas se está potenciando el binomio agua-energía con el aprovechamiento de los desechos de los animales para la generación de energía.
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