Ciclo hidrológico

Ciclo del agua (USGS).

El ciclo hidrológico o ciclo del agua es el procesode circulación del agua entre las distintas partes de lahidrósfera. Se trata de un ciclo biogeoquímico en el quehay una intervención de reacciones químicas, y el aguacircula de unos lugares a otros o cambia de estado físico.La mayor parte de la masa del agua se encuentra en for-ma líquida, sobre todo en los océanos y mares y en me-nor medida en forma de agua subterránea o de agua su-perficial como en los lagos, ríos y arroyos. La segundafracción, por su importancia, es la del agua acumuladacomo hielo sobre todo en los casquetes polares ártico yantártico, con una participación pequeña de los glaciaresde montaña, sobre todo de las latitudes altas y medias, yde la banquisa. Por último, una fracción menor está pre-sente en la atmósfera como vapor o, en estado gaseoso,como nubes. Esta fracción atmosférica es sin embargomuy importante para el intercambio entre compartimen-tos y para la circulación horizontal del agua, de maneraque se asegura un suministro permanente a las regionesde la superficie continental alejadas de los depósitos prin-cipales.El agua de la hidrósfera procede de la desgasificación delmanto, donde tiene una presencia significativa, por losprocesos del vulcanismo. Una parte del agua puede rein-corporarse al manto con los sedimentos oceánicos de losque forma parte cuando éstos acompañan a la litosfera ensubducción.[1]

1 Ciclo hidrológico

El agua existe en la Tierra en tres estados: sólido (hielo,nieve), líquido y gaseoso (vapor de agua). Océanos, ríos,nubes y lluvia están en constante cambio: el agua de la su-

perficie se evapora, el agua de las nubes precipita, la lluviase filtra por la tierra, etc. Sin embargo, la cantidad totalde agua en el planeta no cambia. La circulación y conser-vación de agua en la Tierra se llama ciclo hidrológico, ociclo del agua.Cuando se formó, hace aproximadamente cuatro mil qui-nientos millones de años, la Tierra ya tenía en su inte-rior vapor de agua. En un principio, era una enorme bo-la en constante fusión con cientos de volcanes activos ensu superficie. El magma, cargado de gases con vapor deagua, emergió a la superficie gracias a las constantes erup-ciones. Luego la Tierra se enfrió, el vapor de agua secondensó y cayó nuevamente al suelo en forma de lluvia.El ciclo hidrológico comienza con la evaporación del aguadesde la superficie del océano. A medida que se eleva,el aire humedecido se enfría y el vapor se transformaen agua: es la condensación. Las gotas se juntan y for-man una nube. Luego, caen por su propio peso: es laprecipitación. Si en la atmósfera hace mucho frío, el aguacae como nieve o granizo. Si es más cálida, caerán gotasde lluvia.Una parte del agua que llega a la superficie terrestre se-rá aprovechada por los seres vivos; otra discurrirá por elterreno hasta llegar a un río, un lago o el océano. A estefenómeno se le conoce como escorrentía. Otro porcentajedel agua se filtrará a través del suelo, formando acuíferoso capas de agua subterránea, conocidas como capas freá-ticas. Este proceso es la infiltración. De la capa freática,a veces, el agua brota en la superficie en forma de fuen-te, formando arroyos o ríos. Tarde o temprano, toda estaagua volverá nuevamente a la atmósfera, debido princi-palmente a la evaporación.

2 Fases del ciclo hidrológico

El ciclo del agua tiene una interacción constante con elecosistema ya que los seres vivos dependen de esta pa-ra sobrevivir, y a su vez ayudan al funcionamiento delmismo. Por su parte, el ciclo hidrológico presenta ciertadependencia de una atmósfera poco contaminada y de ungrado de pureza del agua para su desarrollo convencional,y de otra manera el ciclo se entorpecería por el cambioen los tiempos de evaporación y condensación.Los principales procesos implicados en el ciclo del aguason:

• 1.º Evaporación: El agua se evapora en la superficie

1

2 3 COMPARTIMENTOS E INTERCAMBIOS DE AGUA

Diagrama del ciclo hidrológico.

oceánica, sobre la superficie terrestre y también porlos organismos, en el fenómeno de la transpiraciónen plantas y sudoración en animales. Los seres vivos,especialmente las plantas, contribuyen con un 10 %al agua que se incorpora a la atmósfera. En el mis-mo capítulo podemos situar la sublimación, cuanti-tativamente muy poco importante, que ocurre en lasuperficie helada de los glaciares o la banquisa.

• 2.º Condensación: El agua en forma de vapor subey se condensa formando las nubes, constituidas poragua en gotas minúsculas.

• 3.º Precipitación: Se produce cuando las gotas deagua que forman las nubes se enfrían acelerándosela condensación y uniéndose las gotas de agua paraformar gotas mayores que terminan por precipitar-se a la superficie terrestre en razón a su mayor peso.La precipitación puede ser sólida (nieve o granizo)o líquida (lluvia).

• 4.º Infiltración: Ocurre cuando el agua que alcanzael suelo, penetra a través de sus poros y pasa a sersubterránea. La proporción de agua que se infiltra yla que circula en superficie (escorrentía) depende dela permeabilidad del sustrato, de la pendiente y dela cobertura vegetal. Parte del agua infiltrada vuel-ve a la atmósfera por evaporación o, más aún, porla transpiración de las plantas, que la extraen conraíces más o menos extensas y profundas. Otra par-te se incorpora a los acuíferos, niveles que contienenagua estancada o circulante. Parte del agua subterrá-nea alcanza la superficie allí donde los acuíferos, porlas circunstancias topográficas, intersecan (es decir,cortan) la superficie del terreno.

• 5.º Escorrentía: Este término se refiere a los diversosmedios por los que el agua líquida se desliza cues-ta abajo por la superficie del terreno. En los climasno excepcionalmente secos, incluidos la mayoría delos llamados desérticos, la escorrentía es el princi-pal agente geológico de erosión y de transporte desedimentos.

• 6.º Circulación subterránea: Se produce a favor de lagravedad, como la escorrentía superficial, de la quese puede considerar una versión. Se presenta en dosmodalidades:

• Primero, la que se da en la zona vadosa, espe-cialmente en rocas karstificadas, como son amenudo las calizas, y es una circulación siem-pre pendiente abajo.

• Segundo, la que ocurre en los acuíferos en for-ma de agua intersticial que llena los poros deuna roca permeable, de la cual puede inclusoremontar por fenómenos en los que intervie-nen la presión y la capilaridad.

• 7.º Fusión: Este cambio de estado se produce cuandola nieve pasa a estado líquido al producirse el des-hielo.

• 8.º Solidificación: Al disminuir la temperatura en elinterior de una nube por debajo de 0 °C, el vaporde agua o el agua misma se congelan, precipitándo-se en forma de nieve o granizo, siendo la principaldiferencia entre los dos conceptos que en el caso dela nieve se trata de una solidificación del agua de lanube que se presenta por lo general a baja altura. Alirse congelando la humedad y las pequeñas gotas deagua de la nube, se forman copos de nieve, cristalesde hielo polimórficos (es decir, que adoptan nume-rosas formas visibles al microscopio), mientras queen el caso del granizo, es el ascenso rápido de las go-tas de agua que forman una nube lo que da origen ala formación de hielo, el cual va formando el granizoy aumentando de tamaño con ese ascenso. Y cuan-do sobre la superficie del mar se produce una mangade agua (especie de tornado que se produce sobre lasuperficie del mar cuando está muy caldeada por elsol) este hielo se origina en el ascenso de agua poradherencia del vapor y agua al núcleo congelado delas grandes gotas de agua. El proceso se repite des-de el inicio, consecutivamente por lo que nunca setermina, ni se agota el agua.

3 Compartimentos e intercambiosde agua

El agua se distribuye desigualmente entre los distintoscompartimentos, y los procesos por los que éstos inter-cambian el agua se dan a ritmos heterogéneos. El mayorvolumen corresponde al océano, seguido del hielo glaciary después por el agua subterránea. El agua dulce super-ficial representa sólo una exigua fracción y aún menor elagua atmosférica (vapor y nubes).El tiempo de permanencia de una molécula de agua en uncompartimento es mayor cuanto menor es el ritmo conque el agua abandona ese compartimento (o se incorpo-ra a él). Es notablemente largo en los casquetes glaciares,

3

a donde llega por una precipitación característicamenteescasa, abandonándolos por la pérdida de bloques de hie-lo en sus márgenes o por la fusión en la base del glaciar,donde se forman pequeños ríos o arroyos que sirven dealiviadero al derretimiento del hielo en su desplazamientodebido a la gravedad. El compartimento donde la perma-nencia media es más larga, aparte el océano, es el de losacuíferos profundos, algunos de los cuales son «acuíferosfósiles», que no se renuevan desde tiempos remotos. Eltiempo de permanencia es particularmente breve para lafracción atmosférica, que se recicla muy de prisa.El tiempo medio de permanencia es el cociente entre elvolumen total del compartimento o depósito y el caudaldel intercambio de agua (expresado como volumen par-tido por tiempo); la unidad del tiempo de permanenciaresultante es la unidad de tiempo utilizada al expresar elcaudal.

4 Energía del agua

El ciclo del agua emite una gran cantidad de energía, lacual procede de la que aporta la insolación. La evapora-ción es debida al calentamiento solar y animada por lacirculación atmosférica, que renueva las masas de aire yque es a su vez debida a diferencias de temperatura igual-mente dependientes de la insolación. Los cambios de es-tado del agua requieren o disipan mucha energía, por elelevado valor que toman el calor latente de fusión y el ca-lor latente de vaporización. Así, esos cambios de estadocontribuyen al calentamiento o enfriamiento de las masasde aire, y al transporte neto de calor desde las latitudestropicales o templadas hacia las frías y polares, gracias alcual es más suave en conjunto el clima.

5 Balance del agua

Si despreciamos las pérdidas y las ganancias debidas alvulcanismo y a la subducción, el balance total es cero.Pero si nos fijamos en los océanos, se comprueba que estebalance es negativo; se evapora más de lo que precipitaen ellos. Y en los continentes hay un superávit; es decirque se precipita más de lo que se evapora. Estos déficit ysuperávit se compensan con las escorrentías, superficial ysubterránea, que vierten agua del continente al mar.

6 Efectos químicos del agua

El agua, al recorrer el ciclo hidrológico, transporta sóli-dos y gases en disolución. El carbono, el nitrógeno y elazufre, elementos todos ellos importantes para los orga-nismos vivientes, unos son volátiles (algunos como com-puestos) y solubles, y por lo tanto, pueden desplazarse porla atmósfera y realizar ciclos completos, semejantes al ci-

clo del agua y otros solo solubles por lo que solo recorrenla parte del ciclo en que el agua se mantiene líquida.La lluvia que cae sobre la superficie del terreno contieneciertos gases y sólidos en disolución. El agua que pasa através de la zona insaturada de humedad del suelo reco-ge dióxido de carbono del aire y del suelo y de ese modoaumenta de acidez. Esta agua ácida, al llegar en contac-to con partículas de suelo o roca madre, disuelve algunassales minerales. Si el suelo tiene un buen drenaje, el flujode salida del agua freática final puede contener una canti-dad importante de sólidos disueltos, que irán finalmenteal mar.En algunas regiones, el sistema de drenaje tiene su salidafinal en un mar interior, y no en el océano, son las llama-das cuencas endorreicas. En tales casos, este mar interiorse adaptará por sí mismo para mantener el equilibrio hí-drico de su zona de drenaje y el almacenamiento en elmismo aumentará o disminuirá, según que la escorrentíasea mayor o menor que la evaporación desde el mismo.Como el agua evaporada no contiene ningún sólido di-suelto, éste queda en el mar interior y su contenido salinova aumentando gradualmente.

Salinización de los suelos por evaporación.

Si el agua del suelo se mueve en sentido ascendente, porefecto de la capilaridad, y se está evaporando en la su-perficie, las sales disueltas pueden ascender también enel suelo y concentrarse en la superficie, donde es frecuen-te ver en estos casos un estrato blancuzco producido porla acumulación de sales.Cuando se añade agua de riego, el agua es transpirada,pero las sales que haya en ésta quedan en el suelo. Si elsistema de drenaje es adecuado, y se suministra suficien-te cantidad de agua en exceso, como suele hacerse en lapráctica del riego superficial, y algunas veces con el riegopor aspersión, estas sales se disolverán y serán arrastra-das al sistema de drenaje. Si el sistema de drenaje falla,o la cantidad de agua suministrada no es suficiente pa-ra el lavado de las sales, éstas se acumularán en el suelohasta tal grado en que las tierras pueden perder su pro-ductividad. Éste sería, según algunos expertos, la razóndel decaimiento de la civilización Mesopotámica, irriga-da por los ríos Tigris y Éufrates con un excelente sistemade riego, pero con deficiencias en el drenaje.

4 9 BIBLIOGRAFÍA

7 Véase también• Agua subterránea

• Evaporación

• Hidrosfera

• Precipitación (meteorología)

8 Referencias[1] Los sistemas terrestres y sus implicaciones medioambienta-

les. Escrito por Carlos Ayora Ibáñez en Google Libros.

9 Bibliografía• Ciclo del agua por el USGS.

• El ciclo hidrológico. Contiene un breve capítulo quesintetiza el desarrollo del concepto desde los griegoshasta nuestra época.

• Programa hidrológico internacional (PHI) - Unesco.Grupo de hidrología subterránea. Con al participa-ción de la Facultad de Ingeniería de la Universidadde la República (Uruguay) y de la Facultad de cien-cias Exactas y Naturales (UNLPam) – Argentina.

• El ciclo hidrológico (o del agua).

• S. L. Dingman Physical hydrology Prentice-Hall,1994 (en inglés).

• J. H. Wallace, P. V. Hobbs Atmospheric science,an introductory survey, Academic Press, San Diego,1977 (en inglés).

• P. Eagleson Dynamic hydrology, McGraw-Hill,1970 (en inglés).

• Handbook Of Applied Hydrology, Editor principalVen Te Chow, McGraw-Hill, 1988, 712p, ISBN 0-07-010811-0 (en inglés).

• Engenharia de Recursos Hídricos. Ray K.Linsley &Joseph B. Franzini. Editora dá Universidade de SaoPaulo e Editora McGraw-Hill do Brasil, Ltda. 1978(en portugués).

5

10 Text and image sources, contributors, and licenses

10.1 Text• Ciclo hidrológico Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo%20hidrol%C3%B3gico?oldid=79963550 Colaboradores: Joseaperez, Truor,Cookie, Tano4595, Joselarrucea, Pablomdo, Maose, Boticario, Soulreaper, Petronas, Airunp, Taichi, LP, Magister Mathematicae, Red-Tony, Kelden, RobotQuistnix, Chobot, Yrbot, Amadís, FlaBot, YurikBot, GermanX, The Photographer, Eskimbot, Banfield, Milestones,Er Komandante, Chlewbot, Filipo, Alfredobi, Fev, BOTpolicia, CEM-bot, Jorgelrm, Laura Fiorucci, Alexav8, Efegé, Dbot, Baiji, Davius,Rosarinagazo, Antur, Montgomery, Thijs!bot, Angelgarciaromero, Tortillovsky, Yeza, PhJ, Cratón, Isha, Hanjin, Mpeinadopa, Serg!o, Pa-coperez6, Kved, Mansoncc, Rafa3040, FRZ, Leonelsepulveda1, Gaius iulius caesar, TXiKiBoT, Hidoy kukyo, Bot-Schafter, Humberto,Netito777, Rei-bot, ZrzlKing, Nioger, Idioma-bot, Andesito, Pólux, Zeroth, AlnoktaBOT, VolkovBot, Urdangaray, Technopat, Galan-dil, Erfil, Matdrodes, Javichu el jefe, DJ Nietzsche, BlackBeast, Vatelys, AlleborgoBot, Georgengineer, Muro Bot, C h a n-Wiki, Bucho,BotMultichill, Gerakibot, SieBot, Danielba894, Cobalttempest, Drinibot, BOTarate, Mel 23, Correogsk, Greek, El bot de la dieta, Belb,Chico512, DorganBot, Tirithel, Gcatalan, Jarisleif, HUB, Nicop, Eduardosalg, Danidvt, Leonpolanco, Pan con queso, Furti, Petruss, Be-toCG, Ener6, Benedited, Atila rey, BodhisattvaBot, Açipni-Lovrij, Osado, PePeEfe, Camilo, UA31, Albambot, AVBOT, David0811, AngelGN, Diegusjaimes, Xaero386, Arjuno3, Juan Quisqueyano, Andreasmperu, Luckas-bot, NACLE, Claudiobueno123, Vic Fede, Dangelin5,Bsea, Barteik, AttoBot, Draxtreme, Nixón, Dinoanato, Ruy Pugliesi, SuperBraulio13, Ortisa, Muñoz88, Manuelt15, Xqbot, Jkbw, Dreit-men, Ricardogpn, Igna, Torrente, Botarel, RubiksMaster110, Panderine!, Sanchez.741, ManuBOT15, Yabama, BOTirithel, Hprmedina,TobeBot, Halfdrag, Danie1996, Owairan, Doble D129, PatruBOT, Carlalopezpe, Alph Bot, Tarawa1943, Jorge c2010, Foundling, Grou-choBot,Montse.gomezmoya,MissManzana, Jobraesty, Axvolution, Edslov, Kmkze1, EmausBot, Savh, AVIADOR, Africanus, RockaElvis,Raagvi, Capitan de las sardinas, Rubpe19, Meluuu, Emiduronte, Jcaraballo, Waka Waka, In19DERA, Movses-bot, Antonorsi, Lachama15,JABO, Maier0708, AvicBot, Sebrev, Travelour, MetroBot, Cyberdelic, Allan Aguilar, Jhk123, Gusama Romero, Maquedasahag, Acrat-ta, Karla aylin, Oilime musik, Vetranio, LlamaAl, Santiago messi, DLeandroc, Helmy oved, Bover, Mitouc, Legobot, Cacagon, Juancitobien bellaco, Lautaro 97, Camila santamaria, Antoniopereza, Balles2601, JacobRodrigues, Javier 2585, Maria sulipan, Isis.solano, Jarould,Chupa pitoos, Daach, Jesusivan9501 y Anónimos: 713

10.2 Images• Archivo:Afloramientos_de_sal.jpg Fuente: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/32/Afloramientos_de_sal.jpg Licencia:Public domain Colaboradores: ? Artista original: ?

• Archivo:Ciclo-del-agua.jpg Fuente: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c5/Ciclo-del-agua.jpg Licencia: Public domainColaboradores: ? Artista original: ?

• Archivo:HydrologicalCycle1.png Fuente: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7c/HydrologicalCycle1.png Licencia: Pu-blic domain Colaboradores: Trabajo propio Artista original: Anishct

10.3 Content license• Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0