T-5 Recursos e impactos asociados a la hidrosfera (apuntes)

Estos son los contenidos del tema 5

TEMA 5 RECURSOS E IMPACTOS ASOCIADOS A LA HIDROSFERA

1. EL AGUA, UN RECURSO ESCASO

·         El agua es un recurso imprescindible ya que es el componente mayoritario de todos los seres vivos, además es fundamental para la agricultura, la ganadería, la industria, para el funcionamiento de los ecosistemas y para la salud y bienestar humanos

·         Recursos hídricos, son todo el agua que hay en la Tierra, tanto continentales, como oceánicas y atmosféricas

·         Factores que hacen del agua un bien limitado y escaso:

o   Distribución desigual territorial y temporal

o   Localización de los grandes centros de consumo lejos de las zonas de abastecimiento

o   Enorme incremento del consumo humano y de las necesidades hídricas

o   Contaminación

o   Despilfarro y mala gestión

2. USOS DEL AGUA
1. Usos consuntivos o consumidores; son aquellos en los que una vez utilizada, no se devuelve al lugar del que se extrajo. También son aquellos usos en los que el agua pierde calidad y no se puede volver a emplear. Hay tres tipos:

·         Uso doméstico

o   Consumo humano, preparación de alimentos y en establecimientos comerciales, servicios públicos y municipales

o   Procede de embalses o acuíferos por lo que hay que tratarla

o   En España supone el 12%, frente al 10% de media mundial

o   La OMS establece un volumen mínimo de 50L por habitante y día. En Nigeria es de 5L, en EEUU de 300L y en España de 140L

·         Uso agropecuario

o   Se usa para regadío y ganadería (agua para el ganado y limpieza de instalaciones)

o   En España supone un 65% al igual que la media mundial

o   La eficiencia es inferior al 50% por las grandes pérdidas de agua en las fugas de canalizaciones y evaporación

·         Uso industrial

o   Se emplea en procesos industriales para fabricar materias primas y productos químicos, como refrigerante en centrales térmicas y nucleares, como disolvente para limpieza, para vapor en la obtención de electricidad

o   En España supone un 25% frente al 23% de media mundial

2. Usos no consuntivos o no consumidores, son aquellos que no consumen agua, pues la reintegran al lugar del que se ha extraído y no afectan a su calidad

·         Transporte y navegación; el agua se emplea para la navegación marítima o fluvial y para el transporte de mercancías y personas

·         Ecológico y medioambiental, se trata del agua que se utiliza para el mantenimiento de los humedales

·         Recreativo, son las que se destinan al baño y al deporte

·         Energético, es la que se utiliza para la producción de electricidad (centrales hidroeléctricas)

3. RECURSOS ENERGÉTICOS DE LA HIDROSFERA
1. La energía del agua del mar y océanos

Son energías renovables que se hallan en desarrollo por sus costes elevados

·         Energía mareomotriz. Un embalse recoge agua durante la marea alta y la deja caer por unos tubos finos durante la baja, así mueve las turbinas y genera electricidad

·         Energía óndica o undimotriz. Una boya unida a un generador. El movimiento vertical de la boya con las olas activa el generador

·         Energía térmica oceánica o mareotérmica. Emplea la energía que se genera por la diferencia de temperatura entre el agua caliente superficial y el agua fría de las profundidades

2. La energía hidráulica

Utiliza la energía potencial de masas de agua procedentes de la lluvia o del deshielo, situadas a una determinada altura. Se emplea para producir energía eléctrica mediante saltos de agua en las centrales hidroeléctricas

·         Ventajas

o   Energía renovable, autóctona y limpia

o   Alto rendimiento energético y bajo coste de producción

o   Sirve para sustituir, en caso de fallo, a los grandes grupos térmicos y nucleares.

o   Se regula fácilmente adaptándose a las variaciones de la demanda

·         Inconvenientes

o   Provoca inundaciones de terrenos fértiles o con valor ecológico, lo que causa un importante impacto paisajístico y antrópico

o   Depende de la disponibilidad de agua

o   Altera los ecosistemas fluviales

En España existen 1200 centrales y 900 minicentrales que producen el 15% del total de la energía eléctrica, a escala mundial la energía hidráulica representa el 20% de toda la energía eléctrica

4. RECURSOS HÍDRICOS EN ESPAÑA

Los recursos hídricos nacionales proceden de las precipitaciones, que nutren a las aguas superficiales y a los acuíferos.

Debido a la intensa evaporación solo se dispone, en forma de escorrentía, de una tercera parte del agua de las precipitaciones y de esta solo se aprovecha la mitad. Esta cantidad es suficiente para la demanda, pero hay factores que afectan negativamente a la disponibilidad de este recurso. Son los siguientes:

·         Irregularidad en la distribución de las precipitaciones y en la disponibilidad de los recursos hídricos, así las cinco cuencas hidrográficas del sur, representan únicamente el 20% de los recursos hídricos

·         Irregularidad temporal de las precipitaciones, se concentran durante el otoño y comienzos del invierno y hay varios meses de sequía. Además hay variaciones anuales; un año seco, las precipitaciones suponen el 50% de la media y uno húmedo el 150%

·         Alto consumo de la agricultura y la ganadería, producido sobre todo al cultivo de regadío en la España seca

·         Elevado consumo por persona y año y pérdidas en las canalizaciones de distribución en torno al 50%

·         Aumento de la contaminación de ríos y acuíferos, y disminución de la calidad del agua (salinización de acuíferos costeros)

Entre las soluciones frente a la escasez de agua destacan:

·         Trasvases: suponen la trasferencia de agua desde una cuenca excedentaria a otra vecina, en la que hay escasez. En España hay 38 trasvases, siendo el más importante el trasvase Tajo-Segura

·         Desaladoras: Proceso de separación de las sales que contiene el agua del mar, de los lagos salados y el agua salobre subterránea, para obtener agua con suficiente calidad para el consumo, y para usos agrícolas e industriales. En la actualidad hay más de 800 plantas desaladoras en España

5. LA GESTIÓN RACIONAL DEL AGUA

El agua es un recurso escaso e indispensable para la vida. La gestión integral del agua supone el diseño y la ejecución de un conjunto de acciones encaminadas a:

·         Satisfacer las demanda hídricas actuales y futuras

·         Garantizar la calidad del recurso

·         Realizar un aprovechamiento racional, sostenible, equilibrado y equitativo

·         Respetar el principio del mínimo impacto ambiental

·         Mantener, a largo plazo, los recursos hídricos de los que se dispone

Medidas para una gestión eficiente del agua

·         Medidas generales. Son las que están encaminadas al ahorro y la racionalización del consumo de agua.

o   Sector urbano o doméstico

§  Mantenimiento y mejora de las redes de distribución, para evitar pérdidas por fugas.

§  Ajustar el precio del agua a su verdadero coste, así se concienciaría al ciudadano de su valor

§  Reutilización de aguas residuales depuradas para el riego

o   Agricultura

§  Mejora de los sistemas de canalización

§  Cambios de los sistemas de riego, como la aspersión y el goteo

§  Limitación de los cultivos de regadío en zonas de secano

o   Industria

§  Revisión de los procesos industriales para mejorar la eficiencia

§  Reciclaje de agua para volver a usarla en los sistemas de refrigeración

·         Medidas técnicas. Tienen como finalidad aumentar la disponibilidad de agua, para satisfacer la demanda creciente

o   Realización de presas y embalses

o   Promoción de trasvases

o   Explotación racional de acuíferos mediante pozos y sondeos

o   Desalación de agua del mar

o   Reforestación que frene la escorrentía y favorezca la infiltración

·         Medidas políticas. Su objetivo es evitar la contaminación del agua y regular su uso

o   Protección de zonas de captación como embalses o pantanos

o   Control de los vertidos a los cauces, al mar, a los pozos y al suelo

o   Construcción de centrales depuradoras

o   Fomento del uso racional de biocidas y abonos en la agricultura

La planificación hidrológica en España viene recogida en el Plan Hidrológico Nacional de 2001 (PHN) cuyos principales objetivos son:

·         Lograr el buen estado del dominio público hidráulico y de las masas de agua

·         Gestionar la oferta de agua, y satisfacer las demandas presentes y futuras a través de un aprovechamiento racional, sostenible, equilibrado y equitativo del agua. Esto se ha de hacer de tal modo que se garantice la suficiencia y la calidad del recurso para cada uso, así como la protección de los recursos hídricos disponibles a largo plazo

6. IMPACTOS SOBRE LA HIDROSFERA

ACTUACIONES HUMANAS	IMPACTOS
Construcción de presas y embalses	Retención de la escorrentía Aumento de la evaporación
Canalización de ríos	Disminución de la infiltración
Obras públicas, urbanizaciones y pavimentación	Reducción de la infiltración
Deforestación	Aumento de la escorrentía superficial Disminución de la infiltración y transpiración
Trasvases entre cuencas hidrográficas	Reducción de recursos en la cuesca de origen
Desalación del agua del mar	Producción de residuos salinos y tóxicos
Explotación de acuíferos	Disminución de la escorrentía subterránea Salinización aguas subterráneas

7. LA CONTAMINACIÓN DEL AGUA

La contaminación del agua es la modificación de sus propiedades físicas, químicas o biológicas. Esta alteración varía su calidad, la inutiliza para usos posteriores y, en muchos casos, hace que no cumpla su función ecológica.

Tipos de contaminación.

a.    Según el origen de los contaminantes

·         Contaminación natural.

o   Las precipitaciones arrastran polen, esporas, gases atmosféricos…

o   La escorrentía lleva consigo minerales, hojas, excrementos de animales y materia orgánica

o   Otros como; erupciones volcánicas, grandes tormentas…

Normalmente no provocan concentraciones elevadas de contaminantes y se eliminan de forma natural, por la capacidad autodepuradora del agua

·         Contaminación antrópica.

o   Agrícolas. Aguas con fertilizantes y biocidas que llega a ríos y acuíferos

o   Ganaderos. Estiércol, purines, microorganismos y materia orgánica

o   Minería. Sobre todo metales pesados en aguas superficiales y subterráneas

o   Urbanos. Procedentes de actividades domésticas, sanitarias, de limpieza y riego de las vías públicas. Aguas con restos fecales (aguas negras)

o   Industriales. Refinado del petróleo, papeleras, textiles, químicas…

b.    Según la naturaleza de los contaminantes

·         Contaminación física

o   Contaminación térmica, por el uso de grandes cantidades de agua en los circuitos de refrigeración de industrias térmicas, nucleares y siderúrgicas, que devuelven el agua más caliente. Esto ocasiona un descenso de la cantidad de O₂ disuelto y aumento de cantidad de sales.

o   Contaminación radiactiva, por la radiactividad de fuentes naturales o de actividades humanas

o   Contaminación por sólidos en suspensión y sedimentos, procedentes de industrias, escorrentía y explotaciones mineras. Aumentan la turbidez del agua, los sedimentos se acumulan y rellenan lagos y embalses

·         Contaminación química

o   Contaminantes orgánicos, como el petróleo, plásticos, abonos y disolventes. Aumentan las bacterias aerobias descomponedoras, que consumen el O₂ y causan la muerte de los seres vivos, provocando el crecimiento de bacterias anaerobias que generan gases malolientes y la eutrofización del agua

o   Contaminantes inorgánicos, como sales y metales pesados. La sal común produce la salinización del agua

·         Contaminación biológica

Sobre todo microorganismos patógenos originados en aguas residuales con excrementos humanos

c.    Según el medio donde se produce

·         Contaminación de las aguas marinas

Se producen por diversas causas; llegada de aguas continentales contaminadas (detergentes, pesticidas…), vertidos directos de aguas residuales urbanas, vertidos industriales, vertidos directos de basura o vertidos de petróleo desde plataformas petrolíferas o por accidentes marinos

o   Vertidos de petróleo. Las mareas negras

§  Marea negra: masa oleosa que aparece en el medio marino por derrame de hidrocarburos

§  Etapas de la marea negra:

·         Expansión; el petróleo se extiende rápidamente por la superficie marina y, al ser menos denso flota

·         Estabilización; los contaminantes se sitúan en distintas zonas y afectan a los ecosistemas correspondientes

·         Degradación por microorganismos; las bacterias descomponen los restos del petróleo y recuperan el medio

·         Regeneración de las poblaciones marinas (5-10 años)

§  Efectos:

·         Impide que la luz entre y por ello la fotosíntesis

·         Disminuye la concentración de oxígeno disuelto

·         Destruye la capacidad impermeabilizante y termoaislante de las plumas de aves y piel y pelo de mamíferos que mueren por hipotermia

·         Pérdidas sociales y económicas en el sector pesquero, marisquero y turístico

§  Eliminación de los vertidos

·         Natural

o   Una gran parte se evapora

o   El resto se emulsiona dando lugar a una masa gelatinosa de agua y aceite llamada mousse (chapapote), que se convierte en bolas de alquitrán densas, semisólidas y de aspecto asfáltico

·         Artificial

o   Aislamiento y contención mediante barreras y flotadores

o   Recogida manual o mecánica, por succión

o   Dispersión con detergentes y precipitación con floculantes

o   Incineración y combustión de la mancha de petróleo

o   Inoculación de bacterias y hongos consumidores de petróleo

·         Contaminación de las aguas superficiales

o   Las principales fuentes contaminantes son las aguas residuales procedentes de usos agrícolas, ganaderos, industriales y urbanos

o   La regeneración natural de estas aguas es fácil, ya que contienen una gran densidad de organismos depuradores, están expuestas a radiaciones solares y se renuevan con rapidez

o   La eutrofización

Es un proceso natural y lento que ocurre en lagos y embalses. Las aguas tienen un exceso de ciertos nutrientes (fósforo y nitrógeno), lo que provoca que las algas y las plantas crezcan en exceso.

Cuando estos organismos mueren, se agota el O₂, se pudre la materia orgánica y desprenden sustancias con mal olor y sabor

·         Contaminación de las aguas subterráneas

o   Los principales focos de contaminación son:

§  Aguas infiltradas y de lluvia procedentes de vertederos humanos

§  Aguas residuales vertidas en fosas sépticas o por el suelo

§  Aguas residuales ganaderas y agrícolas, con fertilizantes y biocidas

§  Aguas residuales industriales, mineras, de residuos radiactivos o tóxicos, de gasolineras, productos petrolíferos, etc.

o   La limpieza y rehabilitación artificial de un acuífero implica la extracción, depuración y reinyección del agua. Estos procesos son complicados y costosos por lo que, a solución más frecuente es el abandono del acuífero

o   La intrusión salina, se produce como consecuencia de una explotación excesiva de los acuíferos cercanos al mar. Se produce una entrada de agua salada en el acuífero que lo inutiliza para su uso.

8. LA CALIDAD DEL AGUA
1. Parámetros de calidad del agua

Son los parámetros que marcan sus características y la hacen apropiada o no, según el uso que se le vaya a dar

o   Parámetros físicos; parámetros organolépticos (color, olor y sabor), temperatura, turbidez o transparencia y radiactividad

o   Parámetros biológicos; cantidad y especies de microorganismos, protozoos, hongos, algas y otros seres vivos. Son responsables de sus problemas de color, olor, sabor y turbidez, también son causantes de enfermedades

o   Parámetros químicos; pH, dureza (contenido en sales de calcio y magnesio), presencia y concentración de nitrógeno orgánico o amoniaco, nitritos y nitratos y fosfatos

2. Ciclo urbano del agua. Consta de tres fases:

o   Captación. Es la toma de agua para el suministro desde las aguas de precipitaciones, las aguas superficiales, los acuíferos o el mar. Las aguas captadas deben tener calidad, estar lo más próximas posible y la cantidad tiene que ser superior a las necesidades de la población

o   Potabilización. Es el tratamiento que convierte el agua natural en agua potable, apta para el consumo humano, evitando riesgos para la salud y eliminando las características organolépticas indeseables. Los procesos de potabilización se realizan en la Estación de Tratamiento de Aguas Potables (ETAP)

o   Depuración. Es el conjunto de tratamientos de limpieza del agua residual que reducen o eliminan los contaminantes que contiene. Se realiza en una Estación Depuradora de Aguas Residuales (EDAR)