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ELCICLOHIDROLGICO

(Dune y Leopold, 1978)

El ciclo hidrolgico es el mecanismo dinmico natural que comprende la circulacin general del agua en todos sus estados (lquido, slido y gaseoso) a travs de la naturaleza. El ciclo del agua no tiene principio, ni fin, sus procesos ocurren de manera continua, es en definitiva el movimiento ininterrumpido de agua desde la atmsfera hacia la tierra y viceversa.

Volmenes y porcentajes aproximados de agua en el planeta.

Volumen (Km3) Porcentaje del totalAgua Lquida:

Ocanos. 1 300 000 000 97,2Lagos de agua dulce. 123 000 0,009Lagos y mares internos (a menudo salados). 100 000 0,008Cursos de agua. 1 230 0,0001Agua del suelo. 65 000 0,005Mantos acuferos (hasta 800 m de profundidad). 4 000 000 0,31Aguas profundas 4 000 000 0,31

Agua slida:Glaciares y casquetes polares 35 500 000 2,50Glaciares de las regiones templadas y tropicales. 1 000 0,0001

Agua gaseosa:Agua atmosfrica 12 700 0,001

Agua presente en los organismos vivos 400 0,00005

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Funciona: 1) con el sol el cual proporciona energa calrica para la evaporacin desde las masas de agua y energa lumnica para la fotosntesis de plantas terrestres y acuticas, 2) con la luna, el sol y otros cuerpos celestes cuyas influencias gravitatorias sobre la tierra generan movimiento (traslacin, rotacin, efecto coriolis, etc.) y estos a su vez mueven agua, 3) con el planeta cuyos campos gravitatorio, electromagntico, controlan el flujo del viento y por ende del agua.

Dentro del ciclo hidrolgico hay fases ms cortas que desvan ciertas partes de ste, llevando a cabo circuitos cortos dentro del ciclo general, est por ejemplo la precipitacin que se evapora antes de tocar la superficie terrestre regresando rpidamente al punto inicial del ciclo, o la porcin que llega a la cobertura foliar de la vegetacin (interceptacin) y se evapora directamente de all, tambin est el agua que llegando al terreno es inmovilizada por fuerzas capilares y moleculares hasta que se evapora.Pero una gran parte del agua precipitada, cae hacia el suelo y escurre, desde donde puede infiltrarse o continuar rodando por la superficie siguiendo la direccin de la mayor pendiente del terreno, llegando a depresiones naturales, desde donde se evaporar, infiltrar o se incorporar a travs de los drenajes naturales a cuerpos de agua lnticos o lticos y desde estos, continuar su movimiento hacia masas de agua de mayores dimensiones.

Para aquella fraccin de agua que se infiltra se consideran tres rutas bien definidas: i) ser absorbida por el sistema radicular de las plantas para ser transpirada nuevamente hacia la atmsfera o para llegar a formar parte activa de sus tejidos, ii) desplazarse paralelamente a la superficie del terreno como flujo subsuperficial a travs de la zona no saturada del suelo, hasta llegar a aflorar en nacimientos o manantiales, iii) o continuar infiltrndose hasta llegar a la zona saturada del terreno, donde recargar las aguas subterrneas.

Pero inclusive las aguas subterrneas no permanecen estticas, sino que se desplazan entre sitios con diferencias en sus equipotenciales, conectndose hidrulicamente con ros, lagos, mares u ocanos. Pero si se presentan fracturas o fallas en la formacin geolgica, el agua ingresar por ellas pudiendo eventualmente representar una prdida para la cuenca en estudio, quizs llegando a formar parte de almacenamientos ms profundos poco activos. Por ltimo est el agua que no es encontrada en las diversas fases del ciclo y cuya funcin es sostener la vida animal y vegetal (incluyndonos nosotros, nuestras cosechas y nuestros animales).

La evaporacin que como determinante del proceso hidrolgico, se considera continua y presente en todos los puntos (desde cuerpos de agua, superficie del terreno o por la evapotranspiracin vegetal y animal) hace que el agua deje materia orgnica e inorgnica al regresar a la atmsfera. Pero si al

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contrario el agua escurre superficial y/o subterrneamente y finalmente regresa al mar, descargar en l parte de la carga orgnica e inorgnica que ha ido acarreando.

Pero el ciclo hidrolgico no es solo global si se reduce la escala este puede y debe ser estudiando y gestionado a nivel de cuenca e incluso a escala municipal, como subciclos del ciclo total planetario en los cuales la intervencin humana es mucho ms evidente.

Por lo que tambin se define el ciclo hidrolgico como el "proceso integrante de los flujos de agua, energa y algunas sustancias qumicas" pues en cada etapa del camino pueden darse reacciones qumicas, algunas de ellas reversibles, conforme cambie el ambiente fsico o qumico, es decir como parte del ciclo hidrolgico operan tambin ciclos geoqumicos y de nutrientes.

El agua que se evapora de mares y ocanos lleva una pequea pero significativa cantidad de materia mineral disuelta. Es decir el agua en el aire lleva sustancias, por ejemplo ion cloro (Cl-), cuyas concentraciones dependern: zona sin contaminacin 5 a 10 mg/L, zonas urbanas 20 a 50 mg/L, zonas costeras 50 a 100 mg/L.

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Compuestos de nitrgeno, de azufre, molculas de oxgeno y de dixido de carbono (CO2 provenientes del aire, del suelo y de la vida aerobia) como gases se disuelven en el agua al caer durante las precipitaciones, ya que el agua de lluvia los recoge en su camino.En el suelo, el agua arrastra slidos: gruesos (hojas y residuos orgnicos), en suspensin (compuestos orgnicos y humus), coloidales (arcillas y limos) y disueltos (sales), algunos de los cuales por su peso molecular y con carga elctrica, se hacen estables en suspensin generando turbidez y color.Conforme el agua se infiltra en el suelo, el dixido de carbono producto de la descomposicin orgnica se va disolviendo (el CO2 tiene una solubilidad en el agua 10 a 100 veces mayor que el aire), por lo que al aumentar su concentracin se forma cido carbnico H2CO3 y va disminuyendo la concentracin de O2.El cido carbnico diluido capacita al agua para reaccionar qumicamente con minerales solubles, liberando carbonatos y bicarbonatos que tambin pueden ir en disolucin. las rocas sedimentarias como calizas y dolomas, reaccionaran con el cido carbnico liberando carbonatos (CO3=), bicarbonatos (CO3H) o iones Ca++ y Mg++.

H2O + CO2 + CO3Ca (CO3H)2 Ca

Insoluble Soluble

Internndose en el terreno, el agua recoge minerales segn sea la composicin y la formacin geolgica discurriendo por rocas gneas (granitos, basaltos) aun siendo estas de baja disolucin arrastrar xidos (por ejemplo SiO2) o se proveer de flor (F) y azufre (S). Las rocas evaporticas como yesos (SO4Ca) y sal (NaCl) por la accin del agua, descargan sulfatos (SO4=), sodio (Na+) y cloro (Cl ). O si el agua discurre por terrenos ferrosos traer hierro (Fe) y manganeso (Mn).Conforme contina el ciclo hidrolgico, una vez se alcanzan los lmites de solubilidad de los diferentes elementos o compuestos disueltos en el agua, estos se van precipitando y el agua sigue su camino portando solo una porcin de estos.

De all que pueda afirmarse que el agua pura no existe en la naturaleza o ms bien hablarse de una impurificacin natural del agua, cuyos factores incidentes son:

Evaporacin y evapotranspiracin: se da una mayor evaporacin y evapotranspiracin cuando es mayor sea la concentracin de sales en el agua, el mar es un ejemplo.Concentracin de ion Cloro (Cl-): a mayor presencia de cloro en el agua menor ser la solubilidad del oxgeno (O2) y mayor ser la solubilidad del ion sulfato (SO4=) y el ion carbonato (CO3=).Concentracin de dixido de carbono (CO2): a mayor concentracin de dixido de carbono ser mayor la solubilidad del carbonato clcico (CaCO3).

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Composicin del suelo y geologa de la roca: el material a travs del cual lixivia el agua es determinante para establecer las posibles aportaciones de materiales minerales a esta.Capacidad de intercambio inico de los suelos:[Arcilla Na+] + [Agua + Ca++] [Arcilla Ca++] + [Agua + Na+]Superficie de contacto agua-slido: a mayor superficie de contacto se da mayor solubilidad del material en el agua un slido disgregado se disuelve ms fcilmente que un slido compacto.Tiempo de contacto: tanto en aguas superficiales como en subterrneas, a mayor tiempo de contacto entre agua y slido, ms aumentar la solubilidad de este.Temperatura: el aumento de la temperatura proporciona una mayor solubilidad de las sales, una menor solubilidad de gases y una menor solubilidad de (CaCO3) por accin del (H2CO3).

Impurificaciones que se cuantifican mediante:

Medida directa: Concentracin (mg/L), partes por milln (p.p.m.), Molaridad, molalidad, Normalidad, meq/L, etc.Medida indirecta: realizada con la medicin de la conductividad, puesto que a mayor conductividad mayor es la concentracin de sales.Medida directa individual: empleada por ejemplo para los gases como el oxgeno disuelto (OD) o para las sales por anines tales como carbonatos (CO3=), bicarbonatos (CO3H -), sulfatos (SO4=), cloro (Cl - ) o por catines como calcio (Ca++ ), magnesio (Mg++ ) o sodio (Na+ ).Medidas de naturaleza directa agrupada: empleadas por ejemplo para la medicin de la dureza, la alcalinidad o el residuo seco.

o Dureza: tanto temporal como permanente mide las concentraciones de sales de (Ca++) y (Mg++) correspondientes a (CO3=) y (CO3H-), se mide en el grado hidrotimtrico (TH) usualmente expresado en p.p.m. equivalentes de (CaCO3) o en grados franceses (F), donde 10 p.p.m. CaCO3 = 1F.

o Alcalinidad: producto de la mezcla de cidos y bases, dbiles y/o fuertes (H2CO3, H2SO4, HCl, CaOH, Na(OH), Mg(OH)2), los resultados principales son: (CO3=), (CO3H-), (Ca++), (Mg++), (Na+). Su medida es el grado alcalinomtrico (TA) expresado en unidades equivalentes de p.p.m. (CaCO3) o en grados franceses (F).

o Residuo seco: resultado de evaporar el agua y pesar los sedimentos restantes (arcillas y limos), si se ha efectuado una filtracin previa de la muestra, se denominar sales disueltas (mg/L).

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Resumiendo, el agua est presente en la naturaleza en formas diversas y es por ende susceptible de contaminarse por diversas fuentes y elementos, no obstante el agua es reciclable y renovable por accin de la naturaleza, pero de forma limitada.

Agua abastecida

Hombre

Agua residual

Aguanatural