AGUA
Distribución y desarrollo



El agua del planeta:
El contenido de agua del planeta se estima en 1.300 trillones de litros. La mayor parte, un 97,23 %, la almacenan los océanos y los casquetes polares un 2,15 %; los acuíferos, la verdadera reserva para el hombre, un 0,61 %. Los lagos encierran el 0,009 %, mientras que la cifra desciende en los mares interiores a un 0,008 %. La humedad del suelo acumula el 0,005 % la atmósfera el 0,001 % y los ríos tan sólo 0,0001 % del total. Esta cantidad ha estado circulando siempre por la Tierra, originando y conservando la vida en ella. Disponemos actualmente de la misma cantidad de la que disfrutaban los dinosaurios hace 65 millones de años.

    El agua potable es un bien escaso por la cantidad de energía que hay que invertir en su formacón. El agua de los polos no es directamente utilizable a gran escala, y es necesario recurrir a los acuíferos, algunos de los cuales son fósiles, es decir, no renovables, y a los ríos. (Francisco J.Tapiador)

El agua en la tierra. Por Miguel Angel Gutiérrez Fernández:
El agua es elemento fundamental, prácticamente fuente de toda vida, constituyendo parte integrante de todos los tejidos animales y vegetales, siendo necesaria como vehículo fundamental para el proceso de las funciones orgánicas, pero, además, es indispensable para toda una serie de usos humanos que comportan un mayor bienestar, desde la salud y la alimentación, a la industria y al esparcimiento. El agua se encuentra en la naturaleza con diversas formas y características y cada una de ellas tiene su función dentro del gran ecosistema del planeta Tierra. La que nos interesa, principalmente, para los usos humanos en el tema que tratamos, es en forma líquida y la conocida como agua dulce, en la cual existe una gama de componentes en disolución en pequeñas proporción, que la hace más o menos apta para los distintos usos, para lo que se han ido desarrollando una serie de normas que definen la calidad y tratan de regularla, desde el agua para el consumo directo o agua potable hasta el agua para usos industriales. Este agua dulce es solo una pequeña parte del conjunto de agua que existe en la tierra y, a su vez, de ella solo es aprovechable otra pequeña parte. Para hacernos una idea de la escala del agua en la tierra y su influencia en los procesos vitales, vamos a dar unos datos generales a título orientativo. El agua se encuentra en la tierra, fundamentalmente, en los mares y océanos cubriendo el 72% de la superficie del globo. Su volumen se cifra en algo más de 1.300 millones de Km3, lo que representa solo 1/4.500 de la masa de la tierra, siendo la profundidad media de 3.800 metros, que es, aproximadamente, 1/l.600 del radio de la esfera terrestre, lo cual da idea de la pequeñez respecto del conjunto y de la importancia para la formación de la vida en la superficie terrestre, empezando por la de los océanos. Este agua es salada y su contenido es, aproximadamente, de 35 gramos de sales por m3., representando el 97,2% de la totalidad de las aguas y el 2,8% restante lo forman las aguas no saladas que se cifran en unos 38 millones de Km3. Este resto de agua se reparte, a su vez, fundamentalmente, en los casquetes polares en forma de hielo, con un volumen estimado en unos 30 millones de Km3. lo que representa el 2,2% del total y el 78% de las dulces. Las aguas subterráneas algo más de 8 millones de Km3 el 0,60% del total y 20% de las dulces, lagos, ríos y arroyos 120.000 Km3. el 0,009% y 0,3%, respectivamente, y la de atmósfera 13.000 Km3 el 0,001% y el 0.03, respectivamente. En el Gráfico 1.1 se representa esquemáticamente la distribución del agua en el planeta. La procedencia de las aguas se supone, según una teoría que tiene su origen en la misma formación de la tierra y según otra que se formó a lo largo de los tiempos geológicos en reacciones internas de la tierra, expulsándose al exterior en los procesos eruptivos. En cualquiera de las dos teorías por escala humana podemos considerar que estas aguas se mantienen prácticamente constantes a lo largo del tiempo, estando sometidas a un ciclo hidrológico, donde la radiación solar es la fuente de energía que las hace funcionar.

La energía media anual aportada por el sol a la superficie terrestre es de 0, 1 a 0,2 KW/m2, lo que da lugar a una evaporación de una capa de agua de 1,30 a 2,60 metros al año, que asciende hasta zonas frías donde se condensa y vuelve a caer en forma de precipitaciones, nieve, granizo y gotas de agua manteniéndose una reserva del vapor de agua atmosférico que solo representa unos 25 mm., el cual se encuentra en 9/10 partes en los 5 primeros Kms de la atmósfera, variando su contenido por m3. de aire desde menos de 1 gramo en las zonas continentales a 25 gramos en los mares tropicales. El volumen anual de las evaporaciones de unos 480.000 Km3, los cuales provienen casi el 85% de los océanos, unos 410.000 Km3. de los continentes, el 15%, unos 70.000 Km3. La cifra de precipitaciones es la misma que la de evaporaciones lo que representa una media de 940 mm. anuales, pero su reparto difiere ligeramente, Cerca de 370.000 Km3, el 77%, caen en los mares y océanos y unos 110.000 Km3, el 23%, lo hacen sobre continentes. De estos 110.000 Km3 que caen sobre los continentes, parte se evapora y parte discurre por tierra, siendo unos 70.000 Km3. los que se vuelven a evaporar y 40.000 Km3. los que discurren por cursos de agua y a través del terreno hacia los mares.

Cascada De este agua que cae sobre el terreno, parte queda retenida en charcas o pequeños surcos (almacenamiento superficial) y en su mayoría vuelve pronto a la atmósfera en forma de vapor, otra parte se va concentrando en regatas, arroyos y ríos escorrentía superficial) de la que parte se infiltra y otra gran parte desemboca en lagos, mares u océanos, donde se repetirá el ciclo. Por último, una tercera parte penetra bajo la superficie del terreno (infiltración), rellenando los poros o fisuras del mismo. De ella, una parte queda en zona no saturada o de humedad del suelo, volviendo desde ahí a la atmósfera por evaporación y, fundamentalmente, por transpiración de las plantas, descendiendo otra parte hasta la zonas saturadas o de aguas subterráneas y discurriendo a través de los terrenos, formando zonas de acumulación y flujos con salidas a cursos superficiales desde donde se puede volver a infiltrar, llegando hasta los lagos y mares. El agua evaporada supone los 70.000 Km3. antes citados y la que circula por cauces superficiales y a través del terreno hasta los mares y océanos unos 40.000 Km3., de los cuales unos 30.000 Km3. corresponden a superficiales y 10.000 Km3 a subterráneas. De este agua circulante, se estima como teóricamente utilizables por distintas circunstancias, unos 19.000 Km3. de los que en la actualidad sólo se llega a unos 5.000 Km3., esperando llegarse con el avance de las técnicas a unos 7.000 Km3 y a comienzo del próximo a los 9.000 Km3. Según vemos en estas cifras, el volumen de agua utilizable, actualmente es del orden de la cienmilésima parte del total de las aguas existentes, la milésima de las aguas dulces no heladas y la vigésima parte de las que forman el ciclo hidrológico, sin contar con las aguas subterráneas no renovables (existen otras aguas profundas y que según los científicos se cifran en 50 millones de Km3. con un periodo de almacenamiento de decenas de miles de años, por lo que no se consideran directamente ligadas al ciclo hidrológico y mucho menos utilizables). Lo cual da idea de la importancia de cuidar este patrimonio común, si no se 'quiere alterar, irreversiblemente, el equilibrio ecológico. Además de la limitación de las disponibilidades de agua dulce de manera global, se produce un reparto desigual en las distintas superficies continentales, dando lugar a zonas de abundancia y zonas de escasez. Todo ello como consecuencia de las circulaciones de las zonas más calidad (en El Ecuador) hacia las más frías en los polos, así como por la desigual distribución de las tierras y los mares y la orografía entre otras. También a lo largo del tiempo se producen variaciones más o menos cíclicas en función de la mayor o menor distancia de la tierra al sol, así como las variaciones de energía solares o de perturbaciones de tipo eruptivo en la tierra, que tienen que disiparse en el tiempo. Se incluye en el gráfico 1.3 de factores ambientales.

Curso de agua en zona desértica. Australia Distribución del agua y repercusión bioclimática:
A su vez las características climáticas de nuestro planeta, están determinadas, fundamentalmente, como hemos esbozado, por la interacción de la atmósfera y los océanos, que calentados por el sol, actúan como un inmenso motor térmico. En ello influye la incidencia de la radiación solar, que varía con la hora y la estación del año y la latitud terrestre, además de la disposición de los océanos y los continentes, junto con la altura y morfología de las tierras. El calor solar es mayor en la superficie terrestre que en las capas altas de la atmósfera, lo que produce corrientes ascendentes de convención, localizadas mas en la zona del ecuador que en los polos, impulsando inmensos sistemas de circulación global. En la zona polar la atmósfera es más fría y forma una capa densa y relativamente pegada a la superficie, donde las presiones a los 5.000 m. son más bajas que en la zona tropical, estas depresiones polares succionan aire tropical. que es desviado por la rotación terrestre en dirección 0., alrededor de la tierra en las latitudes medias, formando grandes corrientes que llegan hasta zonas alejadas al N. y al S. y son responsables de la humedad y los cambios climáticos que caracterizan las zonas templadas de ambos hemisferios. Estas corrientes atmosféricas principales, se complementan y modifican con otras para producir intercambios térmicos entre los océanos y los continentes, viéndose a su vez afectado el conjunto por las características geográficas, dando lugar a una serie de cinturones climáticos latitudinales, junto con otra variedad de climas locales y microclimas, con unas variaciones típicas a lo largo del año y una periodicidad anual con ligeras oscilaciones en tomo de unas medias, de las que a base de datos estadísticos se disponen mapas de las distintas épocas del año. De estas características climáticas las precipitaciones atmosféricas junto con las temperaturas, son los elementos fundamentales de los que dependen la vida animal y vegetal y, en gran medida, la economía general de las distintas zonas. Siendo las precipitaciones de tal importancia que muchos autores utilizan solo este elemento en su apreciación del clima, definiendo como desértico el de menos de 120 mm. de precipitación anual, árido entre 120 y 250 mm. semiárido entre 250 y 500 mm., moderadamente húmedo entre 500 y 1.000 mm., húmedo entre 1.000 y 2.000 mm. y muy húmedo por encima de los 2.000 mm. La distribución media de las precipitaciones por la situación latitudinal en la superficie del globo, es sensiblemente la siguiente: Pluviosidad muy fuerte en la zona ecuatorial entre 0 y 20º de latitud, entre 1.500 y 3.000 mm. con reparto en una estación seca y una estación húmeda.

  • Pluviosidad casi nula entre los 20º y 30º en las zonas desérticas.
  • Pluviosidad entre 400 y 800 mm. entre 30º y 40º.
  • Pluviosidad entre 800 y 1,500 mm. entre 40º y 70º.
  • Pluviosidad débil en latitudes por encima de los 70º.

Existiendo a su vez dentro de ello, como hemos indicado anteriormente, otras distribuciones climáticas, dependiendo de la ubicación y características geográficas. La variación temporal de las precipitaciones junto con las de las temperaturas, a lo largo del año da, por un lado, las disponibilidades naturales de agua para las plantas y, por otro, las cantidades precisas para el ciclo vital de las distintas especies para un terrenos determinado que junto con las temperaturas da lugar a la evolución de los distintos ecosistemas. Esto da lugar a una serie de clasificaciones de tipos de regiones húmedas a áridas, como con el índice de Martonne (Pa/T+ 10) definido como un cociente en el que figura la pluviometría en el dividendo y la temperatura en el divisor, o los de Dantin y Revenga en sentido inverso (100T/P), o por los diagramas Ombométricos de Gaussen, en los que se dibujan las curvas de temperaturas medias mensuales en Cº a lo largo del año, superpuestas con las de la pluviometría en milímetros, con una escala normalmente P=2T, definiendo como períodos secos aquellos en que la curva de precipitaciones está por debajo de las de temperaturas, a los métodos más completos de las fichas climáticas de Thornthwaite, en el que se mide la diferencia entre la evapotranspiración potencial de una superficie cubierta de vegetación y la evaporación real, es decir, la diferencia entre el agua que se evaporaría en conjunto de las plantas terreno, teniendo el agua necesaria para la temperatura existente y la que realmente se evapora de la precipitación caída, habida cuenta la reserva de agua que queda en el terreno, definiéndose como árido, cuando se supera los 25 mm. que corresponde al punto de marchitez de las plantas. Las evaporaciones reales varían según las disponibilidades de agua y tiene como limite la evaporación potencial, depende, además, de la temperatura, de los vientos y el grado de humedad del aire y la presión barométrica, se diferencia la evaporación directa del agua y la del agua del suelo. en los climas templados la evaporación supone un cuarto a la mitad de las precipitaciones, en los áridos es superada y puede llegarse a cifras superiores a los 2.200 mm. de evaporación anual. La transpiración es la evaporación que producen los vegetales a la atmósfera del agua absorbida para su ciclo vital, quedando en ella inmovilizada el agua de asimilación. La tasa de transpiración es la relación entre el peso del agua absorbido en total, contando la evaporación durante un período de vegetación y la materia seca producida. Las cantidades de agua transpiradas pueden llegar a 200 I/día en algunos árboles como el tilo, con independencia de la superficie que ocupan y la lluvia que pueda caer y las tasas de transpiración varían entre cifras como de 270 para el sorbo, 500 para el trigo y 1.000 para la alfalfa. La evapotranspiración es la suma de pérdidas por evaporación y transpiración en un terrenos con vegetación, siendo la cifra más significativa de las necesidades de agua, depende de la zona y en Europa se estiman las siguientes cifras anuales: bosques de abetos de 180 a 365 mm. llegando a 1.000 mm. para las hayas y superiores para los eucaliptos que se le suele utilizar para desecar zonas pantanosas, el trigo de 800 a 1.000 mm., la avena 1.000 a 1.700 mm., praderas 750 a 1.500 mm. Como diferencias de ensayos en Holanda entre la evaporación del agua, de la tierra saturada y la tierra saturada con coberturas de césped, se tiene 590, 440 y 770MM., respectivamente. Además ha de tenerse en cuenta el papel fundamental del agua, tanto en su disponibilidad a lo largo del tiempo para el mantenimiento de los distintos ecosistemas, como transmisor biológico a través de las superficies de escorrentía y cursos fluviales, funcionando por un lado de manera similar al sistema circulatorio humano, como aportador de nutrientes a las distintas zonas y por otro como sistema excretor de eliminación de restos nocivos.

El uso del agua en el desarrollo humano:
Todos los datos citados anteriormente, configuran una situación natural que, a su vez, define una distribución biogeográfica y de ecosistemas, donde el hombre como los demás animales desde sus comienzos, se ha servido de ellos de una manera natural, pero a diferencia y como ser inteligente, desde los albores de las primeras civilizaciones, ha tratado de buscar un mejor aprovechamiento para él, influenciando en ellos según sus necesidades y en función de sus conocimientos y posibilidades. Al principio en los comienzos de la agricultura, simplemente con la preparación de terrenos para la retención del agua, utilizando terrenos para cultivos que tras inundaciones se convertían en fértiles, siguiendo por las pequeñas derivaciones cursos de agua y cauces para la inundación intermitente o riego artificial y continuando por las obras de conducción, regulación y captaciones de agua para la puesta en explotación de mayor cantidad de terrenos fértiles con carencia de agua, desarrollándose, inicialmente, las grandes civilizaciones generalmente en los valles fértiles de los ríos.

Delta del Nilo y península del Sinaí Egipto:
Una de las primeras civilizaciones que se conocen en la realización de obras de riego, es la egipcia, en la explotación del Valle del Nilo, en la zona árida de peculiares crecidas a comienzo de la época de verano, a diferencia de otros ríos de zonas áridas, donde se producían inmensas inundaciones que fertilizaban las tierras. Ello como consecuencia de la gran longitud del río 6.500 Km., donde las lluvias de invierno de la región de los Grandes Lagos y el deshielo tardío de las nieves de las altas mesetas de Etiopía, produce una avenida que tras cargarse de limos con materia orgánica del Africa Ecuatorial y luego limos ferruginosos de la meseta de Abisinia, llega a las tierras secas de Egipto, produciendo inundaciones pero dándoles vida. Para salvaguardarse de las insuficiencias y los excesos del Nilo, se construyeron todo el sistema de diques y canales, configurándose en cada gran cuenca de riego una región agrícola o provincia con su administración, desde antes de la primera dinastía.

Mesopotamia:
Otro ejemplo de hace unos 5.000 años, es la antigua Mesopotamia, donde el Golfo Pérsico entraba más en las tierras que en la actualidad, hasta la ciudad de Ur que era puerto de mar, desembocando los ríos Tigris, Eúfrates y Karun por separado. Allí se sabe que se puso en explotación por agricultores del país de Sumer y del de Akkad, cultivando trigo con aguas del Tigris y del Eúfrates por medio de multitud de canales. Igualmente se conoce que las ciudades de Unima y Lagash utilizaban también el agua del Eúfrates para el cultivo, pero tras una discusión, Lagash tuvo que prescindir del Eúfrates y realizó un canal para traer las aguas del Tigris, llevando tal cantidad de agua que el exceso llegó al nivel freático que era salobre y con el tiempo llegó a contaminar el terreno, haciéndolo inadecuado para el cultivo.

Presa de las Tres gargantas. China [Usos: Actualidad:]
Con el transcurso del tiempo y el progresivo desarrollo humano se han ido aumentando las demandas de agua para distintos usos, dando lugar a que los retornos de las cantidades usadas llegarán a incidir negativamente sobre la calidad de los recursos disponibles, lo cual llevó a la necesidad de efectuar, artificialmente, la depuración que la naturaleza llevaba a cabo, y controlar la contaminación, así como buscar nuevos recursos y administrar, adecuadamente, el conjunto disponible en las distintas zonas interconectadas o afectadas por los usos, que generalmente coinciden con las cuencas vertientes de los ríos o el conjunto de varias como suele ocurrir cuando son pequeñas, o cuando se tratar de explotaciones conjuntas para corregir desequilibrios o por la existencia de una interconexión subterránea de suficiente entidad.

En principio los usos del agua pueden agruparse en consuntivos y no consuntivos. En los primeros existe un consumo de agua con posteriores proporciones de retorno más o menos alterado o contaminado, como ocurre en los abastecimientos, agricultura e industria, y en los no consuntivos no se produce consumo, como en la navegación, la producción de energía eléctrica y los usos recreativos, pudiendo tener algunas alteraciones o contaminaciones. Los usos consuntivos cuentan directamente para el consumo y balance hídrico respecto a los recursos disponibles, junto a ellos se deben considerar con los consumos naturales, como los caudales ecológicos o medioambientales. Los usos no consuntivos son más bien limitativos del uso de los caudales disponibles, cuando menos temporalmente y deben tenerse en cuenta en lo que restan del uso de los recursos disponibles. Debemos, además, distinguir entre consumos y demandas de agua. Entendemos por consumo la pérdida o reducción física de agua que se produce por un determinado uso y demanda es el agua que es necesario suministrar para satisfacer el uso determinado. La diferencia entre la demanda y el consumo real, se denomina retorno. En las zonas de escasez de recursos como son las zonas áridas, los consumos deben ser las cifras de referencia para la distribución del recurso, contando con los retornos para llegar a satisfacer las demandas y aún así, no se consigue a veces llegar a las dotaciones correspondientes a unos niveles de desarrollo y calidad de vida, estimados como normales en los tiempos actuales, lo cual podría considerarse como un límite inferior de la demanda o demanda necesaria de la zona.

Pero ocurre a veces que las características climáticas, sobre todo en las zonas costeras, son propicias para ciertas actividades como la agricultura y el turismo, cuya explotación produce una atracción externa que genera nuevas demandas internas, en otros casos es la necesidad futura de poner en cultivo nuevas zonas para satisfacer las necesidades alimenticias de la creciente población humana lo que crean las demandas: Un ejemplo de la generación de nuevas demandas es el ocurrido en la costa Californiana de los EE.UU. donde en Los Angeles se carecía de agua, llegando a traerse del río Colorado, a unos 500 Km. , más de 1.500 Hm3 anuales. Otro factor a tener en cuenta es la necesidad que surge de limitar los daños por inundaciones, lo que conlleva la regulación de volúmenes de agua en el tiempo, mediante presas, así como la defensa de márgenes o encauzamientos, con la consiguiente repercusión medioambiental. En la actualidad ha de contabilizarse las repercusiones medioambientales, por los distintos usos o actuaciones, que sin duda repercuten en la calidad de vida y en la posibilidad de un desarrollo sostenido.
Miguel Angel Gutiérrez Fernández es Director Técnico de la Condeferación Hidrográfica de España


El ciclo del agua:
La cantidad de agua está en permanente movimiento merced a la acción del calor del sol y la fuerza de la gravedad. El agua del mar se evapora debido a esa radiación solar. Este agua evaporada se transforma en nubes y humedad atmosférica, como la niebla y el rocío, que se trasladan hacia las tierras emergidas. Allí, la humedad se incrementa por la respiración de las plantas y por la propia evaporación del agua de los continentes. Una parte se transforma en precipitación. Para que esto ocurra es necesario que exista un nivel suficiente de humedad atmosférica. Además, se requiere la presencia de los llamados núcleos de condensación o pequeñas partículas (polvo, sales o incluso contaminación) alrededor de las cuales el vapor puede condensarse. A partir de aquí, las gotas comienzan a crecer y a colisionar entre ellas, movidas por las corrientes de aire que hay dentro de las nubes. Al alcanzar un ubral de peso, las gotas caen formándose la precipitación. En función de la temperatura de nube la precipitación puede ser en forma de lluvia, nieve, granizo, etc. Cada día el sol evapora un billón de toneladas de agua. Cada año se avaporan 330 billones de litros en los océanos y 63 billones de litros en los continentes. Sólo 100 billones de litros de agua caen sobre la Tierra en forma de precipitación. La sexta parte de la humanidad habita en zonas de clima seco donde cerca del 55 % de la población rural y el 40 % de la urbana no puede llegar al agua potable. Según la OMS 1.500 millones de personas carecen de agua potable, y unos 5 millones mueren al año a causa de enfermedades derivadas del precario acceso y escasa salubridad. El 30 % de los tramos fluviales del mundo industrializado está contaminado.


El principio de todo:
El pensamiento griego a la hora de formular su concepción sobre el origen del mundo, partió tanto del mito como de la ciencia. Así, a partir del mito surgieron toda una serie de relatos sobre dioses y héroes legendarios y, a partir de la ciencia, apareció la respuesta racional, ofrecida por filósofos como Tales de Mileto o Pitágoras. A partir del siglo VI a. C., el pensamiento griego empezó a buscar repuestas al orden del Mundo, sustentadas en la razón. Tales (nacido en torno al 640 y muerto en el 545 a. C.) fue uno de los filósofos destacados de la Escuela de Mileto y defendía que el principio de todo era el agua, fundamentando su teoría en el hecho de que el agua era el único elemento que podía encontrarse en los tres estados de la materia: sólido, líquido y gaseoso.


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