Grupo 01 tema 02
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UNIVERSIDAD NACIONAL “PEDRO RUIZ GALLO” AGRESIVIDAD DEL AGUA EN OBRAS DE INGENIERIA Facultad de Ingeniería Civil, Sistemas y Arquitectura CURSO DE ACTUALIZACION DE CONOCIMIENTOS MODULO II : AGRESIVIDAD DEL AGUA EN OBRAS DE INGENIERIA DOCENTE : DR. ING. ANIBAL CACERES NARREA ALUMNOS : ARRUE VINCES CESAR BALLENA PISFIL JOEL BENJAMIN INOÑAN AMAYA RAFAEL ALEXANDER JIMENEZ CUEVA MARLOM EDMUNDO PERALTA CULQUIPOMA MILEX RAMIREZ VEGA DARWIN ISAAC SEMINARIO PUYEN VICTOR ALFONSO
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UNIVERSIDAD NACIONAL “PEDRO RUIZ GALLO”
AGRESIVIDAD DEL AGUA EN OBRAS DE INGENIERIA
Facultad de Ingeniería Civil, Sistemas y Arquitectura
CURSO DE ACTUALIZACION DE CONOCIMIENTOS
MODULO II : AGRESIVIDAD DEL AGUA EN OBRAS DE
INGENIERIA
DOCENTE : DR. ING. ANIBAL CACERES NARREA
ALUMNOS : ARRUE VINCES CESAR
BALLENA PISFIL JOEL BENJAMIN
INOÑAN AMAYA RAFAEL ALEXANDER
JIMENEZ CUEVA MARLOM EDMUNDO
PERALTA CULQUIPOMA MILEX
RAMIREZ VEGA DARWIN ISAAC
SEMINARIO PUYEN VICTOR ALFONSO
1.RECURSO AGUA EN LA NATURALEZA
El agua se encuentra en la Naturaleza en estado sólido en
los casquetes polares y en las nieves, líquido en los
océanos y en las aguas continentales, vapor en la
atmósfera. En conjunto forma la Hidrosfera.
El volumen de agua en la Tierra es aproximadamente de
1.500 millones de km3. De esa cantidad,
aproximadamente un 97 por 100 es el agua salada de los
mares y océanos y sólo el 3 por 100 es agua dulce.
La mayor parte del agua dulce se halla en forma de hielos
perpetuos en los casquetes polares y glaciares. El resto
constituye las aguas continentales y el vapor atmosférico.
Comparativamente, esta porción gaseosa es muy
pequeña.
A lo largo del tiempo, la Naturaleza mantiene inalteradas
prácticamente las cantidades totales de agua que hay en
cada estado. Es muy importante. Cualquier variación
significativa del vapor de agua total contenido en la
atmósfera influiría en el clima de la Tierra. Cualquier
descenso importante en el volumen de hielo polar,
aumentaría el nivel del mar.
En nuestro planeta las aguas ocupan una alta proporción
en relación con las tierras emergidas, y se presentan en
diferentes formas:
mares y océanos, que contienen una alta
concentración de sales y que llegan a cubrir un 71% de
la superficie terrestre;
aguas superficiales, que comprenden ríos, lagunas y
lagos;
aguas del subsuelo, también llamadas aguas
subterráneas, por fluir por debajo de la superficie
terrestre.
Desde los mares, ríos, lagos, e incluso desde los seres
vivos, se evapora agua constantemente hacia la
atmósfera, hasta que llega un momento en que esa agua
se precipita de nuevo hacia el suelo.
En nuestro planeta las aguas ocupan una alta proporción
en relación con las tierras emergidas, y se presentan en
diferentes formas:
mares y océanos, que contienen una alta
concentración de sales y que llegan a cubrir un 71% de
la superficie terrestre;
aguas superficiales, que comprenden ríos, lagunas y
lagos;
aguas del subsuelo, también llamadas aguas
subterráneas, por fluir por debajo de la superficie
terrestre.
Desde los mares, ríos, lagos, e incluso desde los seres
vivos, se evapora agua constantemente hacia la
atmósfera, hasta que llega un momento en que esa agua
se precipita de nuevo hacia el suelo.
1.1 ESTADOS FÍSICOS DEL AGUA:
Sólido: nieve, granizo, hielo.
Líquido: mares, ríos, lagos.
Gaseoso: vapor de agua que forman las nubes
En la naturaleza, el agua se encuentra en tres estado
1.2 IMPORTANCIA DEL AGUA PARA LA VIDA
La vida en la Tierra ha dependido siempre del agua. Las
investigaciones han revelado que la vida se originó en el
agua, y que los grupos zoológicos que han evolucionado
hacia una existencia terrestre, siguen manteniendo dentro
de ellos su propio medio acuático, encerrado, y protegido
contra la evaporación excesiva.
El agua constituye más del 80% del cuerpo de la mayoría
de los organismos, e interviene en la mayor parte de los
procesos metabólicos que se realizan en los seres vivos.
Desempeña de forma especial un importante papel en la
fotosíntesis de las plantas y, además, sirve de hábitat a
una gran parte de los organismos.
Es un deber de todos cuidar nuestros recursos
hidrológicos, así como crear la conciencia de que el agua
es uno de los recursos más preciados de la naturaleza.
1.2.1 ¿Cómo transita el agua en la naturaleza?
El agua se encuentra en la naturaleza en tres estados, el
paso de un estado a otro implica cambios energéticos, en
unos hay ganancia y en otros hay pérdida de energía.
Estos cambios son interesantes porque garantizan la
permanencia del agua en la naturaleza ya que los mismos
se dan de manera cíclica.
1.2.2 ¿Cómo sucede el ciclo del agua en la naturaleza?
El calor del sol evapora el agua de la superficie terrestre
(mares, ríos, lagos, lagunas). Los organismos vivos que
habitan en la Tierra también evaporan agua como producto
de su metabolismo. Esta agua en forma de vapor asciende
y forma las nubes; las cuales empujadas por los vientos y
con la colaboración de la vegetación se enfría lo
suficientemente para que se precipite en forma de lluvia o
nieve.
1.3 USOS DEL AGUA:
1.3.1. Usos de primer orden: Cuando el hombre
emplea el agua directamente, como bebida, en su
dieta alimenticia y en la higiene general, limpieza del
cuerpo y de los utensilios del hogar. Es la que
llamamos agua potable.
1.3.2 Usos de segundo orden
Cuando el hombre utiliza el agua para los
cultivos agrícolas, para los animales y en casos de
emergencia, para apagar incendios.
1.3.3 Usos de Tercer Orden: Se utiliza como
disolvente, para enfriar máquinas generadoras de
electricidad, como vía de transporte, en los ríos, lagos
y mares. Para la recreación, cuando se practica la
navegación y la natación; o como fuente de energía
hidráulica.
Los usos que el hombre da al agua se pueden clasificar en:
El uso de agua por gravedad es un tipo de abastecimiento de
agua en la que el agua cae por su propio peso desde una fuente
elevada hasta los consumidores situados más abajo. La energía
utilizada para el desplazamiento es la energía potencial que tiene
el agua por su altura.
Las ventajas principales de esta configuración son:
1.- No tienen gastos de bombeo.
2.- El mantenimiento es pequeño porque apenas tienen partes
móviles.
3.- La presión del sistema se controla con mayor facilidad.
4.- Robustez y fiabilidad.
Incluso los sistemas bombeados suelen diseñarse para
distribuir el agua por gravedad a partir de un punto
determinado.
TECNICAS DE CAPTACION DE AGUA DE LLUVIA
La mayoría de las técnicas de captación de lluvia tienen un origen
empírico y han sido desarrolladas a lo largo del tiempo, a partir de
las civilizaciones ancestrales de Meso y Sudamérica y de otras
regiones del mundo. En los últimos 30 años, se han perfeccionado
muchas técnicas gracias al aporte de diferentes instituciones y
países. Hay una gran variedad de técnicas adaptadas a diferentes
situaciones, las que cumplen diferentes finalidades.
Como técnica de captación y aprovechamiento de agua (obra o
procedimiento técnico) capaz de, individualmente o combinadas
con otras, aumentar la disponibilidad de agua, para uso
doméstico, animal o vegetal. Por lo general, son técnicas
mejoradas de manejo de suelos y agua, de manejo de cultivos y
animales, así como la construcción y manejo de obras hidráulicas
que permiten captar, derivar, conducir, almacenar y/o distribuir el
agua de lluvia.
Estas técnicas pueden ser agrupadas en grandes modalidades de
captación de agua de lluvia, como las siguientes:
MICROCAPTACIÓN: Consiste en captar la escorrentía superficial
generada en áreas, para hacerla infiltrar y ser aprovechada. Las
técnicas de microcaptación usan las propiedades hidrológicas de un
área con pendiente, lisa, poco permeable y sin vegetación, para que
genere escorrentía superficial, y las de otra área contigua y aguas
abajo, con surcos, bordos, camellones u hoyos, para captar la
escorrentía y abastecer el suelo y los cultivos. También es
denominada como captación in situ, por tratarse de un proceso de
captación y uso en un lugar cercano o contiguo.
MACROCAPTACIÓN: Consiste en captar la escorrentía superficial
generada en áreas más grandes, ubicadas contiguas al cultivo
(Macrocaptación interna) o apartadas del área de cultivo
(Macrocaptación externa), para hacerla infiltrar en el área de cultivo
y ser aprovechada por las plantas. Las técnicas de Macrocaptación
son más complejas que las de microcaptación.
DERIVACIÓN DE MANANTIALES Y CURSOS DE AGUA MEDIANTE
BOCATOMAS: No todos consideran la captación y derivación de
manantiales y cursos de agua establecidos (nacientes, arroyos,
embalses) como captación de agua de lluvia propiamente tal. Sin
embargo, estas técnicas son útiles para contrarrestar el déficit hídrico en
determinadas zonas. Su utilización puede tener diferentes finalidades,
desde riego, abrevadero y hasta consumo doméstico (dependiendo de la
calidad del agua y de la severidad de la escasez).
COSECHA DE AGUA DE TECHOS DE VIVIENDA Y OTRAS
ESTRUCTURAS IMPERMEABLES: Esta es la modalidad más conocida
y difundida de captación y aprovechamiento de agua de lluvia. Consiste
en captar la escorrentía producida en superficies impermeables o poco
permeables, tales como techos de viviendas y establos, patios de tierra
batida, superficies rocosas, hormigón, mampostería o plástico. La
captación de agua de techos es la que permite obtener el agua de mejor
calidad para consumo doméstico.
Sugerencias para la selección del sistema de captación preferencial,
según la finalidad de utilización del agua, de acuerdo a un orden de
importancia.
CAPTACIÓN DE AGUAS SUBTERRÁNEAS Y FREÁTICAS: En
muchas regiones con déficit hídrico hay posibilidades de
aprovechamiento de aguas subterráneas y freáticas para
diferentes finalidades, dependiendo de la calidad, disponibilidad y
modalidad de extracción.
CAPTACIÓN DE AGUA ATMOSFÉRICA: En algunas condiciones
de clima y orografía, es factible la captura y aprovechamiento de
la humedad atmosférica que se desplaza cerca de la superficie en
forma de niebla.
Una etapa importante en la planificación de la captación y
aprovechamiento de agua de lluvia es la selección correcta de las
modalidades y técnicas necesarias para hacer frente al déficit
hídrico recurrente en cada región o localidad, en función de las
condiciones ambientales y socioeconómicas presentes y de los
objetivos establecidos.
Las sugerencias del Cuadro son indicativas y no deben ser
tomadas como recomendaciones sin tomar en cuenta las
condiciones locales. Las propuestas son complementadas con las
sugerencias del Cuadro, están basadas en la escala de prioridad
presentada a continuación, la cual puede ser utilizada para definir
las opciones de uso dentro de cada comunidad de beneficiarios:
- Las necesidades de las familias son prioritarias sobre cualquier
otro uso y el agua de mejor calidad debe ser utilizada para este
consumo.
Las necesidades del uso pecuario tienen prioridad al uso agrícola,
dado que las plantas resisten más las condiciones de escasez de
agua, especialmente si son cultivos adaptados a ecosistemas
secos.
- Las áreas de producción para consumo doméstico y de animales
son prioritarias sobre las áreas de producción de cultivos
comerciales, aunque una producción comercial bien orientada y
lucrativa puede ayudar a sostener otras necesidades.
En la producción agrícola, las técnicas de captación de escorrentía
son prioritarias sobre otras, porque, en cualquier circunstancia, la
escorrentía debe ser bien manejada, haya déficit o no. Las
técnicas de microcaptación prevalecen sobre las de
macrocaptación debido a que son menos costosas, fáciles de
manejar y deben ser aplicadas siempre que hay déficit hídrico. El
agricultor tiene que preocuparse en primer lugar de la captación
de agua en el terreno de cultivo, para después preocuparse de la
captación de otros terrenos y fuentes. Habiendo necesidad, otras
modalidades de cosecha deben ser aplicadas.
Las técnicas de aprovechamiento de la napa freática, por medio
de humedales, y la derivación de caudales de manantiales y
cursos de agua para riego pueden tener un gran significado
económico para la familia.
Utilización responsable del agua disponible. No tiene sentido que
el agricultor y su familia se preocupen de captar agua, cual sea el
método o técnica, si no la economizan.
CAPTACION DE NIEBLA
NIEBLA COMO FUENTE DE AGUA
La niebla, según Cruzat-Gallardo (2004), es una nube que se desplaza
cercana al suelo y se forma cuando una masa de aire húmedo y cálido
entra en contacto con aire más frío. Como el aire caliente puede
contener más vapor de agua que el aire frío, cuando ambos se
encuentran, hay condensación formando nieblas, con gotitas muy
pequeñas, las cuales pueden ser captadas y aprovechadas. En la costa
de Sudamérica occidental (principalmente en el norte de Chile y Perú), el
clima es condicionado por el anticiclón del Pacífico, el cual genera una
situación de aridez costera y vientos cargados de humedad desde el
océano hacia el continente. En contacto con las aguas frías de la
corriente de Humboldt, la humedad da origen a densa nubosidad que se
desplaza hacia el continente, entre 600 y 1.200 m de altitud (Cruzat-
Gallardo, 2004).
Las primeras cadenas de montañas de la Cordillera de los Andes
representan un obstáculo a los estratocúmulos formados en el océano.
Soto (2000) describe que donde estas nubes encuentran las montañas,
parte de ellas son detenidas; otra parte se interna por los valles,
formando bancos de niebla de altura, o sea, nubes rasantes o nieblas.
Se observa un panel atrapaniebla montado en el secano
costero, en la Región de O’Higgins, centro de Chile.
CONDICIONES PARA EL APROVECHAMIENTO DE LA NIEBLA:
La captación de niebla con fines de cosecha de agua es una modalidad
que requiere condiciones climáticas y orográficas muy particulares.
Básicamente, debe existir niebla densa, constante y desplazándose al ras
de la superficie del terreno para que pueda ser captada con eficiencia. Un
aspecto importante es la persistencia de la niebla. Para la factibilidad de un
proyecto, debe estar presente, en condiciones de producción de agua, por
un tiempo razonable durante el año.
Algunos criterios tomados en cuenta en la decisión de invertir en proyectos
de captación de niebla en regiones del norte de Chile y Perú:
Se presenta como la única opción de captación de agua para uso
doméstico en sectores de la costa desértica. A ello se suma que la escasa
agua subterránea presenta alto contenido salino.
Por encontrarse en la cima de los cordones montañosos, no requiere de
energía para su captación ni conducción, pudiendo dirigir el agua hacia los
sectores deseados sin mayores dificultades.
Presenta bajos riesgos de contaminación, en comparación con otras
fuentes de agua.
Permite un mejor manejo de los recursos naturales de altura y en el
entorno inmediato.
CAPTACIÓN DE LA NIEBLA
La captación del agua de la niebla es realizada por medio de
paneles atrapaniebla que consisten en dos postes de madera
fuertemente fijados en el suelo, a los cuales se sujetan cables
que soportan una cortina de malla, generalmente doble. La
altura de cada panel varía de 4,0 a 6,0 m, estando entre 1,0 a
2,0 m del suelo. La cortina de malla tiene de 3,0 a 4,0 m de
alto. La longitud de cada panel es de 10,0 a 12,0 m, aunque
pueden ser de menor tamaño, si los postes y cables no son
suficientemente resistentes. Para sostener la estructura se
utilizan por lo menos tres cables de acero, los cuales cumplen
la función de tirantes. El agua en suspensión, al chocar con la
malla, queda atrapada. Una gotita se une a otras formando
gotas más grandes que se desplazan hacia la base del panel
donde precipitan a una canaleta ubicada debajo de la malla.
Desde allí es conducida por una tubería al estanque de
almacenamiento y distribuida para diferentes usos.
Muestra la malla del panel de condensación y la
canaleta ensamblada en la parte inferior
La ubicación exacta y orientación del panel en el terreno, así
como su altura de la superficie del suelo, dependen del
comportamiento de la niebla en el área. El atrapaniebla debe
quedar en posición perpendicular a la dirección dominante
de desplazamiento de la niebla para una absorción máxima.
El volumen de agua captado dependerá de los siguientes
factores:
1.- Concentración de agua en la niebla.
2.- Velocidad de desplazamiento de la masa de niebla a
través de la malla.
3.- Dimensión de la cortina de malla.
4.- Tiempo de captación considerado.
5.- Eficiencia de aprovechamiento (volumen efectivamente
atrapado del agua que pasa por la malla como niebla, llega a
la canaleta de captación y baja por la tubería).
HUMEDALESLos humedales son un componente vital del ciclo del
agua dulce. Captan el agua de lluvias, la retienen,
también a sus sedimentos, la filtran lentamente y
recargan acuíferos. Proveen agua dulce en cantidad y
en calidad.
CONCEPTO
En el convenio de Ramsar se define al humedal como: “extensiones
de marismas, pantanos y turberas, o superficies cubiertas de agua
sean estas de régimen natural o artificial, permanentes o temporales,
estancadas o corrientes, dulces, salobres o saladas, incluidas las
extensiones de agua marina cuya profundidades en marea baja no
exceda en 6 metros”.
Pequeño humedal en el
condado Marshall,
Indiana, Estados Unidos.
TIPOSA.- Naturales
Estuarios o esteros: Son hábitats de baja profundidad semiencerrados
por tierra y tienen acceso al océano. En sus márgenes crecen bosques
de manglar, donde los flujos de las mareas hacen que se desarrollen
ecosistemas muy productivos y variados. Acá tenemos los deltas,
bancos fangosos y marismas.
Marisma de Santoña. España.
Marinos: Se caracterizan porque marcan las costas del
mar con la tierra y en su mayoría se encuentran
arrecifes de coral que sirven de barrera para amortiguar
el golpe de grandes olas. En los arrecifes se encuentran
una variedad de flora y fauna marina.
Fluviales: Llanuras de inundación, bosques anegados y
lagos de meandro.
Palustres: Pantanos, marismas y
ciénagas.
Lacustres: Lagunas, lagos,
glaciales y lagos de cráteres de
volcanes.
B.- Artificiales
Estanques de cría de peces, embalses, canales, etc.
Canal principal Miraflores-Palo Verde
BENEFICIOS E IMPORTANCIA DE LOS HUMEDALES
Desde el punto de vista hídrico, los humedales constituyen una excelente
fuente de agua para uso doméstico, industrial y agrícola, además de
actuar en algunos casos como retenedores naturales del líquido,
regulando su flujo, evitando inundaciones y permitiendo la recarga de los
acuíferos. Asimismo, proveen alimento y medicinas a las poblaciones
humanas y la vida silvestre y acuática, incluyendo nutrientes que sirven
de sustento a las actividades pesqueras de importancia.
Humedales antes de la
intervención de
proyecto Conga de
minera Yanacocha
De igual forma, se ha reconocido su importancia en la generación de
energía, principalmente hidroeléctrica, pudiendo ser sostenible, en la
mayoría de los casos.
Debido a los diferentes tipos de vegetación que en ellos suele
encontrarse y dependiendo de su tamaño y profundidad, los humedales
también pueden contribuir a la fijación de sedimentos, lo cual favorece la
remoción de nutrientes y tóxicos. Asimismo, ha sido reconocida su
importancia en la protección de la línea costera y en el control de la
erosión de estuarios y ríos.
En muchas regiones del mundo, el transporte acuático es una de las
mejores formas de comunicación. De allí su importancia para favorecer el
intercambio económico entre las comunidades cuyo comercio es
básicamente realizado por estas vías.
Desde el punto de vista social y cultural, los humedales constituyen un
excelente recurso para la recreación y el turismo, no solo por la gran diversidad
de sus ambientes, sino por la extraordinaria importancia paisajística, asociada
en muchos casos a la diversidad de culturas y pueblos que dependen de ellos
para subsistir.
Ecológicamente, los humedales también brindan una serie de importantes
beneficios, pues sirven de refugio a animales que utilizan sus ambientes para
refugiarse, reproducirse o alimentarse. De igual forma se ha documentado su
relevancia en el mantenimiento del microclima y su contribución en la
captación y emisión de Carbono
Protegen contra la fuerza de la naturaleza, como los huracanes y las
inundaciones.
Proporcionan productos forestales como la madera, leña, frutas, plantas
medicinales; además proporciona productos alimenticios, entre los cuales
podemos encontrar los peces, almejas, camarones, etc.
Facilitar la filtración del agua, que permite formar mantos acuíferos, los
cuales son de gran utilidad para el suministro del agua potable necesaria
para el consumo humano.
¿POR QUÉ UNA CONVENCIÓN INTERNACIONAL
SOBRE LOS HUMEDALES?
La Convención de Ramsar sobre los Humedales
se elaboró como medio de llamar la atención
internacional sobre el ritmo con que los hábitats de
humedales estaban desapareciendo, en parte
debido a la falta de comprensión de sus
importantes funciones, valores, bienes y servicios.
Los gobiernos que se adhieren a la Convención
están expresando su disposición a comprometerse
a invertir el curso de esta historia de pérdida y
degradación de humedales.
ALGUNOS DE LOS HUMEDALES MÁS IMPORTANTES
A nivel internacional Albania:
Butrint (andrelatedstory)
France: Marais du
Cotentin et du Bessin
Serbia:
Pesterskopoljo
Algerian Ramsar sites,
2001
Indonesia: Berbak
Park
Slovenia:
Škocjanskejame
(Skocjan Caves)
Argentina: Laguna
Brava
Wetlands of Latvia Spain: Humedales
del Macizo de
Peñalara
Armenia: Lake Sevan Madagascar: Lac
Tsimantampetsotsa
Switzerland:
Laubersmad-Salwidili
Austria:
Waldviertelponds
Namibia: Orange
RiverMouth
Switzerland:
Glacier du Rhône
Bangladesh:
SundarbansReservedForest
Nicaragua: Sistema
de Humedales de la
Bahía de Bluefields
Switzerland: Vadret
da Roseg
Bosnia & Herzegovina:
Bardaca
Nepal: Ghodaghodi
Lake Area
Turkey: Gediz
Delta
Laguna Brava Argentina
Botswana: Okavango
Delta System
Nepal: Four high
altitude Ramsar sites
Turkey: Lake
Uluabat
Bulgaria: Lake Srebarna Pakistan: High
altitudewetlands, 2001
Turkey: MekeMaar
Canada: Columbia
Wetlands
Perú: Lago Titicaca Ukraine:
KyliiskeMouth
Chile: Carlos
AnwandterSanctuary (Río
Cruces), more
Poland: four
Ramsar sites
USA: wetlands in
northern Wisconsin
Costa Rica: Caño Negro Republic of
Moldova: Lower
Dniester
Venezuela: Laguna
de la Restinga
France: Bassins du
Drugeon
Serbia:
Labudovaokno
Zambia: KafueFlats
Other Zambia
Ramsar sites
Laguna De la Restinga Venezuela
A nivel nacionalSantuario Nacional Los Manglares de Tumbes
Santuario Nacional Lagunas de Mejía
Santuario Nacional Lagunas de Mejía
Reserva Nacional Pacaya Samiria
Reserva Nacional de Paracas
Reserva Nacional de Junín
Lago Titicaca (Reserva Nacional del Titicaca)
Reserva Nacional de Salinas y Aguada Blanca
PROBLEMÁTICALa progresiva invasión y pérdida de humedales causa daños
ambientales graves, y a veces irreparables a la prestación de
servicios de los ecosistemas.
El tema de los humedales en nuestro país,aún es ignorado por
muchos, por eso es necesario fomentar la cultura ambiental para
que se dé el merecido valor a lo humedales. en el Perú la
protección legal que se da a los humedales es muy escaza, existe
normas que protegen indirectamente la conservación de estos
ecosistemas, como lo es la Ley de áreas naturales protegidas y su
respectivo reglamento pero esto normas suficiente; actualmente
existen humedales que no han sido protegidos y se encuentran en
estado de abandono desconociéndose su enorme potencial
hidrológico y turístico, ya que muchos de ellos están sufriendo
deterioro o contaminación y otros aunque están protegidos
mediante el sistema de áreas naturales protegidas, también
requiere que se asegure su protección.
Contaminación del Lago Titicaca
CONVENIO DE RAMSAR
DEFINICIÓNLa Convención sobre los Humedales es un tratado
intergubernamental aprobado el 2 de febrero de 1971 en la localidad
Iraní de Ramsar, situada a orillas del Mar Carpio. Así, aun cuando
hoy el nombre que suele emplearse para designar la Convención es
“Convención sobre los Humedales”, ha pasado a conocerse
comúnmente como “la Convención de Ramsar”.
MISION DE RAMSARLa misión de la Convención consiste en "la conservación y el uso
racional de todos los humedales mediante acciones locales,
regionales y nacionales y gracias a la cooperación internacional,
como contribución al logro de un desarrollo sostenible en todo el
mundo.
AGUA SUBTERRÁNEA
El agua subterránea representa una fracción importante de
la masa de agua presente en los continentes. Esta se aloja
en los acuíferos bajo la superficie de la Tierra. El volumen
del agua subterránea es mucho más importante que la
masa de agua retenida en lagos o circulante, y aunque
menor al de los mayores glaciares, las masas más
extensas pueden alcanzar millones de km²(como
el acuífero guaraní). El agua del subsuelo es un recurso
importante y de este se abastece a una tercera parte de la
población mundial, pero de difícil gestión, por su
sensibilidad a la contaminación y a la sobreexplotación.
Es una creencia común que el agua subterránea llena
cavidades y circula por galerías. Sin embargo, no siempre
es así, pues puede encontrarse ocupando
los intersticios (poros y grietas) del suelo, del sustrato
rocoso o del sedimento sin consolidar, los cuales la
contienen como una esponja. La única excepción
significativa, la ofrecen las rocas solubles como
las calizas y los yesos, susceptibles de sufrir el proceso
llamado karstificación, en el que el agua
excava simas, cavernas y otras vías de circulación, modelo
que más se ajusta a la creencia popular.
Un acuífero es aquel estrato o formación geológica
permeable que permite la circulación y el almacenamiento
del agua subterránea por sus poros o grietas. Dentro de
estas formaciones podemos encontrarnos con materiales
muy variados como gravas de río, limo, calizas muy
agrietadas, areniscas porosas poco cementadas, arenas
de playa, algunas formaciones volcánicas, depósitos
de dunas e incluso ciertos tipos de arcilla. El nivel superior
del agua subterránea se denomina tabla de agua, y en el
caso de un acuífero libre, corresponde al nivel freático.
ACUIFERO
Un acuífero es un estrato permeable dispuesto bajo la superficie, en
donde se acumula y por donde circula el agua subterránea.
Una zona de saturación, que es la situada encima de la capa
impermeable, donde el agua rellena completamente los poros de las
rocas. El límite superior de esta zona, que lo separa de la zona vadosa
o de aireación, es el nivel freático y varía según las circunstancias:
descendiendo en épocas secas, cuando el acuífero no se recarga o lo
hace a un ritmo más lento que su descarga; y ascendiendo, en épocas
húmedas.
Una zona de aireación o vadosa, es el espacio comprendido entre el
nivel freático y la superficie, donde no todos los poros están llenos de
agua.
Cuando la roca permeable donde se acumula el agua se localiza entre
dos capas impermeables, que puede tener forma de U o no, origina un
acuífero cautivo o confinado. En este caso, el agua se encuentra
sometida a una presión mayor que la atmosférica, y si se perfora la
capa superior o exterior del terreno, fluye como un surtidor, tipo pozo
artesiano.
ESTRUCTURA
TIPOS DE ACUÍFEROS
Según su estructura
Desde el punto de vista de su estructura, ya se ha visto que se
pueden distinguir los acuíferos libres y los acuíferos confinados.
Río o lago (a), en este caso es la fuente de recarga de ambos
acuíferos.
Suelo poroso no saturado (b).
Suelo poroso saturado (c), en el cual existe una camada de terreno
impermeable (d), formado, por ejemplo por arcilla, este estrato
impermeable confina el acuífero a cotas inferiores.
Suelo impermeable (d).
Acuífero no confinado (e).
Manantial (f);
Pozo que capta agua del acuífero no confinado (g).
Pozo que alcanza el acuífero confinado, frecuentemente el agua
brota como en un surtidor o fuente, llamado pozo artesiano (h).
Desde el punto de vista textural, se dividen también en
dos grandes grupos: los porosos y fisurales.
En los acuíferos porosos el agua subterránea se
encuentra como embebida en una esponja, dentro de
unos poros intercomunicados entre sí, cuya textura
motiva que exista "permeabilidad" (transmisión interna
de agua), frente a un simple almacenamiento. Aunque
las arcillas presentan una máxima porosidad y
almacenamiento, pero una nula transmisión o
permeabilidad. Como ejemplo de acuíferos porosos,
tenemos las formaciones de arenas y gravas aluviales.
Según su textura
En los acuíferos fisurales, el agua se encuentra
ubicada sobre fisuras o diaclasas, también
intercomunicadas entre sí; pero a diferencia de los
acuíferos porosos, su distribución hace que los flujos
internos de agua se comporten de una manera
heterogénea, por direcciones preferenciales. Como
representantes principales del tipo fisural podemos
citar a los acuíferos kársticos.
Según su comportamiento hidrodinámico
Por último, desde un punto de vista hidrodinámico, de la movilidad del
agua, podemos denominar, en sentido estricto:
Acuíferos
Buenos almacenes y transmisores de agua subterránea (cantidad y
velocidad) (p.ej.- arenas porosas y calizas fisurales).
Acuitardos
Buenos almacenes pero malos transmisores de agua subterránea
(cantidad pero lentos) (p.ej.- limos).
Acuícludos
Pueden ser buenos almacenes, pero nulos transmisores (p.ej.- las
arcillas).
Acuífugos
Son nulos tanto como almacenes como transmisores. (p.ej.- granitos o
cuarcitas no fisuradas).
Según su comportamiento hidráulico
Acuífero subestimado o libre
Es aquel acuífero que se encuentra en directo contacto
con la zona subsaturada del suelo. En este acuífero la
presión de agua en la zona superior es igual a la
presión atmosférica, aumentando en profundidad a
medida que aumenta el espesor saturado.
Acuífero cautivo o confinado
Son aquellas formaciones en las que el agua
subterránea se encuentra encerrada entre dos capas
impermeables y es sometida a una presión distinta a la
atmosférica (superior). Sólo recibe el agua de lluvia por
una zona en la que existen materiales permeables,
recarga alóctona donde el área de recarga se
encuentra alejada del punto de medición, y puede ser
directa o indirecta dependiendo de si es agua de lluvia
que entra en contacto directo con un afloramiento del
agua subterránea, o las precipitaciones deben
atravesar las diferentes capas de suelo antes de ser
integrada al agua subterránea.
A las zonas de recarga se les puede
llamar zonas de alimentación. Debido a
las capas impermeables que encierran al
acuífero, nunca se evidenciarán recargas
autóctonas (situación en la que el agua
proviene de un área de recarga situada
sobre el acuífero), caso típico de los
acuíferos semiconfinados y los no
confinados o libres (freáticos).
- Acuífero semi-confinado
Un acuífero se dice semi-confinado
cuando el estrato de suelo que lo cubre
tiene una permeabilidad
significativamente menor a la del acuífero
mismo, pero no llegando a ser
impermeable, es decir que a través de
este estrato la descarga y recarga puede
todavía ocurrir.
RECARGA
El agua del suelo se renueva en general por procesos
activos de recarga desde la superficie. La renovación se
produce lentamente cuando la comparamos con la de los
depósitos superficiales, como los lagos, y los cursos de
agua. El tiempo de residencia (el periodo necesario para
renovar por completo un depósito a su tasa de renovación
normal) es muy largo. En algunos casos la renovación
está interrumpida por la impermeabilidad de las
formaciones geológicas superiores (acuitardos), o por
circunstancias climáticas sobrevenidas de aridez.
En ciertos casos se habla de acuíferos fósiles, estos son
bolsones de agua subterránea, formados en épocas
geológicas pasadas, y que, a causa de variaciones
climáticas ya no tienen actualmente recarga.
El agua de las precipitaciones (lluvia, nieve,...) puede
tener distintos destinos una vez alcanza el suelo. Se
reparte en tres fracciones. Se llama escorrentía a la
parte que se desliza por la superficie del terreno,
primero como arroyada difusa y luego como agua
encauzada, formando arroyos y ríos. Otra parte del agua
se evapora desde las capas superficiales del suelo o
pasa a la atmósfera con la transpiración de los
organismos, especialmente las plantas; nos referimos a
esta parte como evapotranspiración. Por último, otra
parte se infiltra en el terreno y pasa a ser agua
subterránea.
La proporción de infiltración respecto al total de las precipitaciones
depende de varios factores:
La litología (la naturaleza del material geológico que aflora en la
superficie) influye a través de su permeabilidad, la cual depende de
la porosidad, del diaclasamiento (agrietamiento) y de la mineralogía
del sustrato. Por ejemplo, los minerales arcillosos se hidratan
fácilmente, hinchándose siempre en algún grado, lo que da lugar a
una reducción de la porosidad que termina por hacer al sustrato
impermeable.
Otro factor desfavorable para la infiltración es
una pendiente marcada.
La presencia de vegetación densa influye de forma compleja,
porque reduce el agua que llega al suelo (interceptación), pero
extiende en el tiempo el efecto de las precipitaciones,
desprendiendo poco a poco el agua que moja el follaje, reduciendo
así la fracción de escorrentía y aumentando la de infiltración. Otro
efecto favorable de la vegetación tiene que ver con las raíces,
especialmente las raíces densas y superficiales de muchas plantas
herbáceas, y con la formación de suelo, generalmente más
permeable que la mayoría de las rocas frescas.
DESCARGA
El agua subterránea mana (brota) de forma natural en
distintas clases de surgencias en las laderas
(manantiales) y a veces en fondos del relieve, siempre allí
donde el nivel freático intercepta la superficie. Cuando no
hay surgencias naturales, al agua subterránea se puede
acceder a través de pozos, perforaciones que llegan hasta
el acuífero y se llenan parcialmente con el agua
subterránea, siempre por debajo del nivel freático, en el
que provoca además una depresión local. El agua se
puede extraer por medio de bombas. El agua también se
desplaza a través del suelo, normalmente siguiendo una
dirección paralela a la del drenaje superficial, y esto
resulta en una descarga subterránea al mar que no es
observada en la superficie, pero que puede tener
importancia en el mantenimiento de los ecosistemas
marinos.
SOBREEXPLOTACIÓN
Los pozos se pueden secar si el nivel freático cae por debajo
de su profundidad inicial, lo que ocurre ocasionalmente en años
de sequía, y por las mismas razones pueden secar los
manantiales. El régimen de recarga puede alterarse por otras
causas, como la reforestación, que favorece la infiltración frente
a la escorrentía, pero aún más favorece la evaporación, o por
la extensión de pavimentos impermeables, como ocurre en
zonas urbanas e industriales.
El descenso del nivel freático medio se produce siempre que
hay una extracción continuada de agua en el acuífero. Sin
embargo este descenso no significa que el acuífero esté
sobreexplotado. Normalmente lo que sucede es que el nivel
freático busca una nueva cota de equilibrio en que se
estabiliza. La sobreexplotación se produce cuando las
extracciones totales de agua superan a la recarga.
CONTAMINACIÓN DEL AGUA
SUBTERRÁNEA
El agua subterránea tiende a ser dulce y potable, pues la
circulación subterránea tiende a depurar el agua de
partículas y microorganismos contaminantes. Sin
embargo, en ocasiones éstos llegan al acuífero por la
actividad humana, como la construcción de fosas
sépticas o la agricultura. Por otro lado la contaminación
puede deberse a factores naturales, si los acuíferos son
demasiado ricos en sales disueltas o por
la erosión natural de ciertas formaciones rocosas.
Entre las causas antropogénicas (originadas por los seres
humanos), debidas a la contaminación están la infiltración
de nitratos y otros abonos químicos muy solubles usados
en la agricultura. Estos suelen ser una causa grave de
contaminación de los suministros en llanuras de elevada
productividad agrícola y densa población. Otras fuentes
de contaminantes son las descargas de fábricas, los
productos agrícolas y los químicos utilizados por las
personas en sus hogares y patios. Los contaminantes
también pueden provenir de tanques de almacenamiento
de agua, pozos sépticos, lugares con desperdicios
peligrosos y vertederos. Actualmente, los contaminantes
del agua subterránea que más preocupan, son los
compuestos orgánicos industriales,
como disolventes, pesticidas, pinturas, barnices, o los
combustibles como la gasolina.
Las zonas de recarga de acuíferos son
particularmente delicadas desde el punto de vista de la
contaminación hídrica, ya que las sustancias
contaminantes una vez que entran en los acuíferos
permanecen allí durante períodos muy largos.
Particularmente algunas actividades humanas llevan
implícitos determinados peligros de contaminación. La
tabla siguiente menciona algunas actividades
peligrosas desarrolladas en zonas de recarga.
VENTAJAS DE LAS CAPTACIONES SUBTERRANEAS
a) Utilización de agua potable
• Exige pequeñas inversiones iniciales en comparación con las de
plantas de filtros para tratamiento de aguas superficiales (gran
importancia cuando los capitales son escasos).
• Los problemas de abastecimiento en grandes ciudades pueden ir
solucionándose paulatinamente junto con el crecimiento del consumo
sin necesidad de abordar grandes soluciones para un futuro a largo
plazo.
• Las captaciones pueden ubicarse muy próximas al consumo con lo
que se economiza en aducciones.
• Por lo general no necesita tratamiento especial. Basta con una
pequeña cloración antes de entregar al consumo.
• Permite solucionar problemas de abastecimiento en forma muy
rápida dado el corto tiempo que en general se requiere para la
construcción de este tipo de obras.
• En muchas zonas es el único recurso económicamente disponible.
b) Utilización de industrias
• Permite disponer de una fuente propia que la libera
de depender, para la seguridad y suficiencia del
abastecimiento, de otra fuente mucho más sujeta a
variaciones como es la red de agua potable (si
existe).
• Permite obtener agua de calidad para procesos
industriales.
• Permite ubicar la captación dentro del mismo recinto
de la industria.
• Para muchas industrias resulta ser el único recurso
disponible.
c) Utilización en agricultura
• Permite solucionar problemas locales de regadío sin tener que esperar para
acogerse a las grandes soluciones propiciadas por el estado.
• Las captaciones pueden ubicarse muy próximas al consumo sin que se
requieran por lo tanto grandes obras tanto de aducción como de distribución
interna.
• Permiten disponer del agua justo en el momento que se requiera.
• Utilizada como complemento de recursos superficiales existentes puede ser
de gran valor, aun cuando sólo se haga funcionar eventualmente (incidencia
fundamental sobre seguridad de riego).
• Los recursos de agua subterránea se ven poco afectados por años secos
individuales (gran capacidad de regulación).
• Permite reducir las dotaciones por hectárea ya que se tienen menos
pérdidas en la conducción y se hacen regadíos más cuidadosos. Estas
economías de agua pueden ser del orden de 30%.
• En muchas zonas constituye el único recurso económicamente disponible.
Constituye una posibilidad para los agricultores para aumentar
individualmente sus recursos de agua ya que los recursos fáciles y
económicamente utilizables en forma particular, están en su mayoría
agotados.
AGUAS MARINAS
AGUAS MARINAS
En nuestro planeta el agua es abundante, se estima que
existen 1 370 millones de kilómetros cúbicos de agua.
La mayor parte forma el agua del océano, otra parte como
agua dulce en los continentes, como hielo o nieve en las
montañas y glaciares y como vapor de agua en la
atmósfera.
Se ha calculado que por cada litro de vapor de agua
existen 33 litros de agua dulce, 1 500 litros de agua de los
hielos y las nieves y 90 mil litros de agua en los océanos.
Las aguas marinas se encuentran acumuladas en
extensas depresiones de la litosfera.
Son una solución basada en agua, que compone los
océanos y mares de la Tierra.
Es salada por la concentración de sales minerales disueltas
que contiene, un 35‰ (3,5% o 35 g/L) como media.
La densidad media en superficie es de 1,025 g/ml, siendo
más densa que el agua dulce y el agua pura.
A mayor contenido en sal más baja su punto de fusión, por
lo que el agua del mar se convierte en hielo sobre los -2ºC.
El océano contiene un 97,25% del total de agua que forma
la hidrosfera.
AGUAS MARINAS
Están en perpetuo movimiento debido a:
Las mareas, variaciones diarias del nivel del mar
ocasionado por la acción gravitatoria de la Luna y del Sol.
Las corrientes marinas, movimientos de grandes masas
de agua que se desplazan de unos mares a otros. Hay
corrientes cálidas y corrientes frías.
Las corrientes marinas influyen notablemente en el clima
de los territorios con los que entra en contacto.
Las olas, ondulaciones de la superficie del mar
ocasionadas por el viento.
AGUAS MARINAS
AGUAS MARINASCOMPOSICIÓN
El agua de mar es una
disolución en agua (H2O) de
muy diversas sustancias.
Hasta los 2/3 de los
elementos químicos
naturales están presentes en
el agua de mar, aunque la
mayoría sólo como trazas.
Seis componentes, todos
ellos iones, dan cuenta de
más del 99% de la
composición de solutos.
AGUAS MARINASCOMPOSICIÓN
La salinidad y la composición química varía de un mar a otro -lo
que comporta cambios de densidad así como otros parámetros
físicos y químicos- anotamos aquí la composición química media
aproximada de 1 litro de agua de mar:
SALINIDAD
AGUAS MARINAS
Resulta de la combinación de las diferentes sales que se
encuentran disueltas en el agua oceánica, siendo las
principales los cloruros, carbonatos y sulfatos.
“Es la cantidad total en gramos de las sustancias sólidas
contenidas en un kilogramo de agua del mar." Se representa
en partes por mil, y se encuentra en los océanos como
salinidad media la de 35 partes por mil, o sea que un
kilogramo de agua de mar contiene 35 gramos de sales
disueltas.
La salinidad superficial en el mar peruano oscila entre 33,80
y 35,20 y generalmente disminuye con la profundidad.
SALINIDAD
AGUAS MARINAS
Se puede medir la salinidad en función de la cantidad de cloro
que se encuentra en el agua del mar, a lo que se le dio el
nombre de clorinidad.
La clorinidad se define como: "La cantidad total de gramos de
cloro contenida en un kilogramo de agua del mar, admitiendo
que el yodo y el bromo han sido sustituidos por el cloro." Esta
clorinidad así definida es más sencilla de determinar por
análisis químico y permite calcular la salinidad hasta con una
precisión de dos centésimas de gramo.
La relación entre la clorinidad y la salinidad se ha establecido
para los diferentes mares y se han elaborado las tablas
correspondientes.
SALINIDAD
AGUAS MARINAS
Existen otros métodos que dan valores aproximados
apoyados en las propiedades físicas del agua del mar como
la densidad, el índice de refracción, la conductividad eléctrica
y la temperatura de congelación; cada uno de ellos ofrece
sus ventajas y sus inconvenientes.
SALINIDAD
AGUAS MARINAS
CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA
AGUAS MARINAS
El agua de mar presenta una elevada conductividad
eléctrica, a la que contribuyen la polaridad del agua y la
abundancia de iones disueltos.
Las sales en agua se disocian en iones. Un ion es un átomo
cargado positiva o negativamente y que, por tanto,
intercambia electrones con el medio. Pueden absorber y
liberar electrones a las partículas vecinas.
La conductividad varía sobre todo con la temperatura y la
salinidad (a mayor salinidad, mayor conductividad), y su
medición permite, controlada la temperatura, conocer la
salinidad.
Se define como "la habilidad o poder de
conducir o transmitir calor, electricidad o
sonido".
Las unidades son Siemens por metro
[S/m] en sistema de medición SI y
micromhos por centímetro [mmho/cm]
en unidades estándar de EE.UU.
Conductividad en distintos tipos de
aguas:
Agua Ultra Pura: 5.5 · 10-6 S/m
Agua potable: 0.005 – 0.05 S/m
Agua del mar: 5 S/m
CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA
AGUAS MARINAS
DENSIDAD
AGUAS MARINAS
Es una de sus propiedades más importantes. Su variación
provoca corrientes.
La densidad de la típica agua del mar (agua salada con un
3,5% de sales disueltas) suele ser de 1,02819 kg/L a los -2
°C, 1,02811 a los 0 °C, 1,02778 a los 4 °C
TEMPERATURA
AGUAS MARINAS
La temperatura del agua de mar generalmente oscila entre
2°C y 30° C y con valores extremos entre -4° C y +42° C.
La temperatura del agua de mar es influida por la cantidad
de calor proveniente de tres fuentes principales: calor
original del interior de la tierra, calor de degradación
radiactiva y calor de la radiación solar.
La radiación solar directa y la difusa celeste forman el
constituyente más importante de la radiación solar. Los
factores que permiten el cambio de la temperatura del agua
de mar son: Latitud (tiempo de insolación), Profundidad de
los mares, Topografía costera y submarina, Corrientes
marinas, Circulación atmosférica.
AGUAS MARINAS
PH
El agua oceánica es ligeramente alcalina, y el valor
de su pH está entre 7.5 y 8.4 y varía en función de
la temperatura; si ésta aumenta, el pH disminuye y
tiende a la acidez; también puede variar en función
de la salinidad, de la presión o profundidad y de la
actividad vital de los organismos marinos.
AGUAS MARINAS
GASES
Los gases disueltos son los mismos que componen el aire libre,
pero en diferentes proporciones, condicionadas por diversos
factores.
La temperatura y la salinidad influyen reduciendo la solubilidad
de los gases cuando cualquiera de esos dos parámetros
aumenta.
Otros factores son la actividad metabólica de los seres vivos y
los complejos equilibrios químicos con los solutos sólidos, como
el ion bicarbonato (HCO3).
La concentración total y la composición de los gases disueltos
varían sobre todo con la profundidad, que afecta a la agitación,
la fotosíntesis (limitada a la superficial zona fótica) y la
abundancia de organismos.
AGUAS MARINAS
En aguas oceánicas superficiales bien mezcladas, la
composición típica de gases disueltos incluye un 64% de
nitrógeno (N2), un 34% de oxígeno (O2) y un 1,8% de dióxido
de carbono (CO2), muy por encima éste último del 0,04% que
hay en el aire libre.
El oxígeno (O2) abunda sobre todo en la superficie, donde
predomina la fotosíntesis sobre la respiración, y suele presentar
su mínimo hacia los 400 m de profundidad, donde los efectos de
la difusión desde el aire libre y de la fotosíntesis ya no alcanzan,
pero donde todavía es alta la densidad de organismos
consumidores, que lo agotan.
La temperatura, más baja en los fondos profundos, afecta a la
solubilidad de los carbonatos.
GASES
AGUAS MARINAS
MÉTODOS DE POTABILIZACIÓN
El más eficaz es el método de destilación usado en
Freeport (Texas). Los 4083 habitantes de Symi, isla de
Grecia, obtienen toda el agua de una unidad de
destilación solar que produce 15 000 litros diarios.
La investigación ha producido otros métodos más simples:
uno, llamada de ósmosis inversa, desala el agua
pasándola por una membrana sintética.
Otro llamado de hidratación, implica la mezcla de propano
con el agua salada. El propano forma un compuesto sólido
con el agua, que se separa al calentarse la mezcla.
Cuando el agua no es muy salada, puede emplearse otro
método:
Desalazón por electrodiálisis, proceso que es carísimo
cuando la sal es mucha.
La planta de Webster produce unos 950 000 litros de agua
dulce por día.
La destilación en gran escala puede presentar problemas
inesperados. Por ejemplo, la desalazón de agua suficiente
para abastecer a la ciudad de Nueva York un año
produciría un residuo con unos 60 millones de toneladas
de sal: más de la que se consume en los Estados Unidos
en dos años.
MÉTODOS DE POTABILIZACIÓN
AGUAS MARINAS
AGRESIVIDAD A LOS
CONCRETOS POR EL AGUA, EL
SUELO Y LA ATMOSFERA
RESUMEN
El terreno en el que en muchas ocasiones se
edifica está expuesto a agentes externos o
internos que le aportan una característica,
con la que hay que contar a la hora de
proyectar una construcción, ya que va a
condicionar algunos aspectos de la misma:
esto es la agresividad.
La agresividad o ataque químico del
terreno puede afectar a las estructuras que
están en contacto con él, en mayor o
menor medida, afectando por tanto la
durabilidad de esas estructuras y por tanto
su resistencia y estabilidad a lo largo del
tiempo.
AGRESIVIDAD DEL AGUA HACIA EL
CONCRETO
El principal agente agresivo del hormigón es el agua, bien
directamente o bien como vehículo de transporte de los agentes
agresivos y ya que en el terreno nos podemos encontrar agua en
forma de niveles freáticos, condensaciones bajo cimentaciones o
escorrentía subterránea por riego o lluvia, incluiremos los daños
originados por la agresividad de la misma al concreto.
AGRESIVIDAD DEL AGUA HACIA EL CONCRETO
Las acciones debidas a agentes agresivos
son:
Ataque
por
Sulfatos
Acción del
agua de mar
Lixiviación o
Disolución
Agentes
Biológicos
Na. K.
Mg.
Ca.
Aguas subterráneas
Aguas Superficiales
Aguas de mar.
Instalaciones industriales
Desechos
Aguas fecales
sales que lleva disuelta el agua de mar:
Cloruro sódico
Cloruro magnésico
Sulfato magnésico
Sulfato cálcico
Cloruro potásico
Sulfato potásico
Bicarbonato cálcico.
Mezcla de las aguas de lluvia
infiltradas y otros productos y
compuestos procedentes de los
procesos de degradación de los
residuos.
Bacterias ferroginosas
Tiobacterias,
El ataque de sulfatos se debe a la combinación de ión
sulfato con el aluminato de calcio hidratado del cemento,
formando Ettringita (sulfo aluminato de calcio) y con el
hidróxido de calcio libre o liberado durante la hidratación
del cemento, para formar yeso. Ambas reacciones
producen expansiones fuertes, ya que tanto la ettringita
como el yeso alcanzan un volumen mucho mayor que el
de los depósitos reactantes que los formaron (presencia de
agua en su estructura cristalina) y como consecuencia,
ocasionan la erosión, disgregación y destrucción de los
morteros y hormigones a través de sus poros por donde
penetran.
Ataque por
Sulfatos
AGRESIVIDAD DEL AGUA HACIA EL CONCRETO
Se debe al poder de disolución de las aguas
puras o carbónicas de aquellos compuestos
solubles del hormigón. También se puede
producir por el ataque de aguas ácidas (su
agresividad depende de su Ph y contenido de
CO2).
Lixiviado o Disolución
AGRESIVIDAD DEL AGUA HACIA EL CONCRETO
La Degradación del concreto por
la acción de las sales agresivas
Aguas de Mar:
AGRESIVIDAD DEL AGUA HACIA EL CONCRETO
Los iones cloruros inhiben en cierta medida la acción de los sulfatos, ya que dan lugar a
un cloroaluminato de calcio hidratado que no es expansivo. Pero en el caso de que el
clínker contenga gran cantidad de aluminato tricálcio y el grado de saturación sea
elevado, los cloruros existentes en el agua de mar no pueden evitar la formación de la
ESTRINGITA, con sus consecuencias.
Procesos de corrosión debido a la humedad
ambiental y el aporte de cloruros.
Esta agresividad se divide en dos tipologías:
Caso de tuberías de desagües
La destrucción de concreto en los sistemas de alcantarillado tiene un origen
bacterial, debido al ácido sulfúrico que producen ciertas bacterias cuando el
oxígeno que se encuentra en la tubería tiende a agotarse. En este caso los
organismos anaeróbicos reducen los sulfatos y compuestos orgánicos sulfurados
del desagüe a sulfuro de hidrógeno y sulfuros orgánicos volátiles que atacan la
superficie interior de las tuberías de concreto, suprimiendo la adherencia entre la
pasta y el agregado.
Ataque por Agentes Biológicos
AGRESIVIDAD DEL AGUA HACIA EL CONCRETO
AGRESIVIDAD DEL SUELO HACIA EL CONCRETO
Los daños producidos por el terreno a las estructuras de hormigón que están en contacto con él,
tales como elementos de cimentación (zapatas, pozos, losas, pilotes...), muros de contención u
otros son:
Degradación o
destrucción
química del
Concreto
Reducción de los
encubrimientos
•Cambio de coloración en la superficie de los
elementos, el cemento va perdiendo su carácter
conglomerante quedando por consiguiente los áridos
libres de la unión que les proporciona la pasta.
Inicialmente suele presentar aspecto poroso, cambio de
color, eflorescencias o manchas.
•Fisuras.
•Abarquillamiento de las capas externas del hormigón.
•Desintegración de la masa del hormigón.
•Manchas de óxidos en
paramentos.
•Fisuración longitudinal según el
trazado de las barras afectadas por
la corrosión
•Menor resistencia al fuego.
•Acortamiento de la vida útil
•Características del hormigón: contenido y tamaño de huecos, porosidad
accesible o permeable.
•Características de los agentes agresivos.
•Condiciones ambientales.
•Exposición de los elementos a los agentes agresivos: externa o
internamente.
•Cuantificación de la agresión.
•Velocidad de la agresión o de alteración del hormigón (ataque con
consecuencias a corto o largo plazo)
Factores que dependerán las patologías a encontrar debido al ataque de agentes químicos a
las estructuras de Concreto:
AGRESIVIDAD DEL SUELO HACIA EL CONCRETO
-Mala dosificación del conglomerante (según la composición mineralógica del clinker y del tipo y
proporción de la adición que contenga) disminuyendo la resistencia de éste a los agentes
agresivos.
-Presencia de áridos contaminados, como piritas, las cuales reaccionan con el agua contenida en
los poros del hormigón formando sulfatos de hierro que provocan un aumento de volumen por
reacciones expansivas.
-Falta de homogeneidad, compacidad o impermeabilidad por los medios de producción
empleados en la ejecución de ese hormigón (bajo contenido de cemento, relación agua/cemento
elevada.).
-Puesta en obra inadecuada: Mala compactación. Deficiente curado. Recubrimientos insuficientes
Los motivos que van a llevar a una falta de resistencia del hormigón al ataque químico son:
AGRESIVIDAD DEL SUELO HACIA EL CONCRETO
SUSTANCIAS AGRESIVAS DEL CONCRETO
AGRESIVIDAD DE LA ATMOSFERA HACIA EL CONCRETO
El primer paso importante es comprender el ambiente para el cual se está diseñando la
infraestructura. Es importante saber si la atmósfera contiene medios agresivos de industrias
cercanas, si el agua es potable o salina, y si el suelo puede retener sustancias agresivas, es buscar
una relación entre estructura –ambiente, entender cuáles elementos agresivos están presentes en
cada zona de exposición.
Ejemplo, un pilote de un puente puede estar expuesto a un ambiente al aire libre, sumergido, o
semienterrado, y posiblemente a una zona
de mareas dependiendo de la ubicación.
AGRESIVIDAD DE LA ATMOSFERA HACIA EL CONCRETO
Dioxido de Carbono CO2En presencia de agua, vapor de agua, o agua en los
poros en el concreto, forma ácido carbónico. El ácido
carbónico a su vez reacciona con el hidróxido de
calcio en la pasta de cemento para formar carbonato
de calcio y agua, dando como resultado una
disminución en el pH del concreto. Este proceso es
conocido como carbonatación. Cuando el concreto se
carbonata hasta la profundidad del acero de refuerzo,
y el pH del concreto cae por debajo de 8.3, la capa de
óxido de hierro pasivo que cubre y protege al acero
de refuerzo contra la corrosión, deja de ser estable. Se
ha demostrado que el dióxido de carbono es el agente
principal que agota la alcalinidad del concreto.
Iones de Cloruro de
las sales de aerosol
Dioxido de Azufre
SO2
Depositado en la superficie en estructuras de
concreto, ingresan por el recubrimiento de concreto
hasta que la concentración crítica es rebasada y pasa
al acero de refuerzo, e inicia la corrosión del acero
en puntos defectuosos en la película pasiva en el
acero. En un ambiente marino, los iones de cloruro
son los elementos más agresivos.
AGRESIVIDAD DE LA ATMOSFERA HACIA EL CONCRETO
En presencia de agua o de vapor de
agua se hace ácido, corroyendo el
acero expuesto y el acero
galvanizado y agotando la
alcalinidad del concreto.
