JOSÉ FRANCISCO MEJÍA ESTRADA

¿CÓMO ES LA DISTRIBUCIÓN DEL AGUA EN LA TIERRA?

El agua en la Tierra supone un 71 % de la

superficie terrestre, es decir: tres cuartas partes de
nuestro planeta se compone de H2O. Parece
bastante, y lo es, pero el problema es su
distribución y su difícil accesibilidad para ser
utilizada por el ser humano.
La cantidad total de agua que hay en el planeta es
1.386.000.000 millones de metros cúbicos, de los
cuales 1.338.000.000, casi el 96,5 %, es agua
salada que se encuentra en mares y océanos. Solo
un 3 % del agua del planeta es dulce, donde el 1,74
% se encuentra en forma de hielo en los glaciares y
casquetes polares, que hoy en día como consecuencia del cambio climático, se están
derritiendo.
El resto del agua se encuentra en ríos, lagos, atmósfera, etc. La siguiente tabla ilustra los
diferentes tipos de agua y su distribución en el planeta:
 FUENTES DE
AGUA

El agua representa entre el 50 y el 90 % de la masa de los seres vivos, siendo un 75 % en el

caso de los seres humanos ¡y llegando hasta el 90 % en el caso de las algas! Por tanto,
el agua es indispensable para que la supervivencia de las especies continúe y para que el
mundo siga desarrollándose económicamente.
Por ello, debido a que casi toda el agua del planeta es salada, la desalación representa una
alternativa eficaz y real para conseguir agua potable para beber, agua para nuestra higiene y
para obtener nuestros alimentos; así como agua apta para producir la energía que utilizamos
y para llevar a cabo nuestras actividades económicas.

¿QUÉ ES EL CICLO HIDROLÓGICO?

Es la sucesión de etapas que atraviesa el agua al pasar de la tierra a la atmósfera y volver a

la tierra: evaporación desde el suelo, mar o aguas continentales, condensación de nubes,
precipitación, acumulación en el suelo o masas de agua y re evaporación.
El ciclo hidrológico involucra un proceso de transporte re circulatorio e indefinido o
permanente, este movimiento permanente del ciclo se debe fundamentalmente a dos causas:
la primera, el sol que proporciona la energía para elevar el agua (evaporación); la segunda,
la gravedad terrestre, que hace que el agua condensada descienda (precipitación y
escurrimiento). Chereque, 1989, se entiende como el conjunto de cambios que experimenta
el agua en la naturaleza, tanto en su estado (sólido, líquido y gaseoso) como en su forma
(superficial, sub-superficial, subterránea, etc.).
El ciclo hidrológico está dividido en dos ciclos: el ciclo interno y el ciclo externo. El ciclo
interno consiste en lo siguiente: el agua de origen magmático, formada mediante reacciones
químicas en el interior de la tierra, sale a través de volcanes y fuentes hidrotermales y se
mezcla con el agua externa. Se termina cuando las aguas de los océanos se introducen por
las zonas de subducción hasta el manto.
Cuando se formó, hace aproximadamente cuatro mil quinientos millones de años, la Tierra
ya tenía en su interior vapor de agua. En un principio, era una enorme bola en constante
fusión con cientos de volcanes activos en su superficie. El magma, cargado de gases con
vapor de agua, emergió a la superficie gracias a las constantes erupciones. Luego la Tierra
se enfrió, el vapor de agua se condensó y cayó nuevamente al suelo en forma de lluvia.
El ciclo hidrológico comienza con la evaporación del agua desde la superficie. A medida
que se eleva, el aire humedecido se enfría y el vapor se transforma en agua: es la
condensación. Las gotas se juntan y forman una nube. Luego caen por su propio peso: es la
precipitación. Si en la atmósfera hace mucho frío, el agua cae como nieve o granizo. Si es
más cálida, caerán gotas de lluvia.
Una parte del agua que llega a la superficie terrestre será aprovechada por los seres vivos;
otra discurrirá por el terreno hasta llegar a un río, un lago o el océano. A este fenómeno se
le conoce como escorrentía. Otro porcentaje del agua se filtrará a través del suelo formando
acuíferos o capas de agua subterránea, conocidas como capas freáticas. Este proceso es la
infiltración. De la capa freática, a veces, el agua brota en la superficie en forma de fuente,
formando arroyos o ríos. Tarde o temprano, toda esta agua volverá nuevamente a la
atmósfera, debido principalmente a la evaporación.

EXPLIQUE LA DISTRIBUCIÓN GLOBAL DEL AGUA EN LA

TIERRA.
El agua, en la Tierra, se puede encontrar en cualquiera de sus estados físicos (helada,
líquida y en forma de vapor de agua). El agua es la base sobre la que se sustenta toda la
vida del planeta, ya que todos los seres vivos están formados por agua y la necesitan para
vivir. Los humanos, además de para vivir, también necesitamos el agua para nuestras
actividades pero no siempre se puede disponer de ella.
La hidrofera es la capa discontinua de agua que está en la superficie terrestre o bajo ella. La
hidrosfera incluye a todas las masas de agua superficiales (líquidas y sólidas), las aguas
subterráneas y el vapor de agua de la atmósfera.
Casi las 3/4 partes de la Tierra están cubiertas por agua. Aunque la cantidad de agua que
hay en la hidrosfera es muy grande, solamente el 2,5% es dulce. El resto, el 97,5%, se
encuentra en mares y océanos, pero es agua salada y no se puede utilizar ni para beber, ni
para la agricultura ni para la mayor parte de las actividades humanas. Y del agua dulce,
gran parte está en los casquetes polares y en las aguas subterráneas, por lo solo queda muy
poca cantidad del agua de la Tierra disponible para los humanos.

¿QUÉ SON LAS AGUAS SUPERFICIALES?

Las aguas superficiales continentales son todas aquellas quietas o corrientes en la superficie
del suelo. Se trata de aguas que discurren por la superficie de las tierras emergidas
(plataforma continental) y que, de forma general, proceden de las precipitaciones de cada
cuenca.
Se pueden distinguir dos tipos:
Aguas lóticas o corrientes: masas de agua que se mueven siempre en una misma dirección
como ríos, manantiales, riachuelos, arroyos, ramblas.
Aguas lénticas: aguas interiores quietas o estancadas tales como los lagos, lagunas, charcas,
humedales y pantanos.

MENCIONE LA DIVISIÓN DE LAS AGUAS SUPERFICIALES

Y SU CONCEPTO
Aguas superficiales son aquellas que se encuentran sobre la superficie del planeta. Esta se
produce por la escorrentía generada a partir de las precipitaciones o por el afloramiento de
aguas subterráneas. Pueden presentarse en forma correntosa, como en el caso de corrientes,
ríos y arroyos, o quietas si se trata de lagos, reservorios, embalses, lagunas, humedales,
estuarios, océanos y mares.
Para propósitos regulatorios, suele definirse al agua superficial como toda agua abierta a la
atmósfera y sujeta a escorrentía superficial. Una vez producida, el agua superficial sigue el
camino que le ofrece menor resistencia. Una serie de arroyos, riachuelos, corrientes y ríos
llevan el agua desde áreas con pendiente descendente hacia un curso de agua principal.
Un área de drenaje suele denominarse cuenca de drenaje o cuenca hidrográfica.
La calidad del agua está fuertemente influenciada por el punto de la cuenca en que se
desvía para su uso. La calidad de corrientes, ríos y arroyos varía de acuerdo con los
caudales estacionales y puede cambiar significativamente a causa de las precipitaciones y
derrames accidentales. Los lagos, reservorios, embalses y lagunas presentan en general,
menor cantidad de sedimentos que los ríos, sin embargo, están sujetos a punto de vista de
actividad microbiológica. Los cuerpos de agua quietos tales como lagos y reservorios,
envejecen en un período relativamente grande como resultado de procesos naturales. Este
proceso de envejecimiento está influenciado por la actividad microbiológica que se
encuentra relacionada directamente con los niveles de nutrientes en el cuerpo de agua y
puede verse acelerada por la actividad humana.

Aguas lóticas o corrientes: masas de

agua que se mueven siempre en una misma
dirección como ríos, manantiales, riachuelos,
arroyos, ramblas.

Aguas lénticas:
aguas interiores quietas o estancadas tales
como los lagos, lagunas, charcas, humedales y
pantanos.
¿QUÉ ES LA CAPTACIÓN SUPERFICIAL Y CÓMO SE
DIVIDE?
La captación de aguas superficiales como ríos, lagos y embalses es una estructura a nivel
del terreno mediante la cual se hace uso y aprovechamiento del agua de la fuente que
corresponda, ya sea por gravedad (nivel del terreno) o por bombeo, para garantizar el
suministro del recurso a una población. Las características y tamaño de la infraestructura de
captación van a depender de la cantidad o caudal de agua que necesite la comunidad. Hay
que recordar que las aguas superficiales pueden presentar cierto grado de contaminación
por lo que deben ser objeto de una serie de tratamientos que modifiquen sus características
físicas, químicas y microbiológicas y hacerla para el consumo humano.
Ventajas
 La captación de flujos de agua contribuye al control de las inundaciones e incluso
desbordes
 Es una forma fácil y rápida de hacer uso del agua, ya sea por efecto de bombas o
por gravedad
 De haber agua limpia y fresca entonces se necesitaría sólo un tratamiento adicional
 La limpieza y/o mantenimiento del sistema de captación puede realizarse por
cualquier miembro de la comunidad
Desventajas
 Se deben identificar los posibles puntos de contaminación generados por las
actividades que se realicen en los alrededores de la zona de captación
 Las medidas de prevención de riesgos de contaminación deben ser consideradas
desde el diseño de la obra de captación hasta el proceso de la operación, resultando
en altos costos de mantenimiento o prevención de riesgos de contaminación
 La cantidad y calidad de las aguas captadas de ríos va a depender de las estaciones y
escorrentías
 Pueden generarse conflictos de usuarios sobre todo en zonas áridas
 Se necesita un operador con conocimiento práctico para realizar los controles
operativos de caudal y turbiedad, así como los del sistema de bombeo
 Investigue los planos de toma lateral, toma de fondo.

INVESTIGUE LOS PLANOS DE TOMA LATERAL, TOMA

DE FONDO.
Las tomas laterales, son estructuras hidráulicas que se encuentran a lo largo de los canales
principales, donde su función es captar, regular y distribuir la cantidad necesaria de agua,
que se necesita utilizar en determinado sector para regadío de los cultivos u otros fines.

Estos serán diseñados según el caudal a captar y está construido generalmente de una
compuerta metálica, con sus aditamentos respectivos para su funcionamiento y regulación
correspondiente, además cuenta con muros.
¿EN QUE CONSISTE LA CURVA DE DURACIÓN DE
CAUDALES?
La curva de duración de caudales es una curva de frecuencia acumulada, que
presenta el porcentaje del tiempo que un determinado valor de caudal es igualado o
excedido durante el periodo analizado y representa de forma simple y directa el
rango de variación de caudales en un punto específico de una corriente (Paz 2013).

Para una cuenca la Curva de Duración de Caudales (CDC) representa la relación

entre la magnitud y la frecuencia de caudales medidos a paso de tiempo diario,
semanal, mensual, etc. permitiendo realizar estimaciones del porcentaje de tiempo
en el cual un caudal determinado es igualado o excedido en el período de registro.
(López et al. 2010). La obtención de curvas empíricas es simple si se cuenta con
observaciones, pero en muchas regiones las mediciones sistemáticas de caudales
son escasas o inexistentes. La necesidad de realizar estimaciones en cuencas sin
mediciones originó el desarrollo de numerosos métodos de estimar las CDC.

Dentro de las ecuaciones analíticas citamos algunas de ellas a continuación:

Ecuación Quimpo et.al

Q(D) = QA*EXP(-cD)

Dónde: Q(D) Caudal asociado a un periodo de duración D; QA y c son los

parámetros de la ecuación.

Ecuación Mimikou y Kaemaki

Q(D) = a - bD +cD^2 - dD^3
Dónde: Q(D) Caudal asociado a un periodo de duración D; a, b, c y d son
los parámetros de la ecuación.
Ecuación de Franchini y Suppo
Q(D) = c+ a (1 - D) ^b
Dónde: Q(D) Caudal asociado a un periodo de duración D; a, b y c son los
parámetros de la ecuación

¿QUÉ SON LAS AGUAS SUBTERRÁNEAS Y COMO SE

DIVIDEN?

Las aguas subterráneas se entienden como aquellas masas de agua que se encuentran bajo la
superficie del suelo. Forman parte del ciclo hidrológico, que se infiltra a través del agua de
lluvia, de la nieve, del agua que se infiltra de las lagunas y los ríos, o en general, cuando la
capa superficial del suelo se encuentra saturada de agua.
Las aguas subterráneas se encuentran en formaciones geológicas porosas
llamadas acuíferos, por donde el agua se mueve y se conecta con las aguas superficiales.
El contenido de agua en los acuíferos puede variar según las condiciones meteorológicas,
las tasas de explotación y las tasas de recarga. Por ejemplo, en época de fuertes lluvias
puede aumentar la tasa de recarga. Sin embargo, en época de sequía donde se mantiene
la tasa de explotación, podría bajar el nivel del agua.
Se pueden clasificar de dos maneras distintas según se siga el enfoque del ciclo hidrológico
o en la zona donde se encuentren.

En función del ciclo hidrológico podemos distinguir:

 Aguas meteóricas: son aguas que una vez infiltradas, son absorbidas por las plantas
y transpiradas o evaporadas hacia la atmosfera o zonas de descarga
(manantiales, ríos, lagos, etc).
 Aguas fósiles: son aguas muy salinas que permanecen “secuestradas” por
acumulación geológica y que no tienen vinculación con el ciclo hidrológico.
 Aguas juveniles o magmáticas: son aguas que provienen de zonas muy profundas
que puede incorporarse al ciclo hidrológico cuando aparecen erupciones
volcánicas y géiseres.
En cambio, en función de la zona donde las aguas subterráneas se encuentran. Existen dos
tipos:

 Aguas edáficas: aguas subterráneas que se encuentran en la zona de aireación. Es

agua retenida por capilaridad entre las partículas del suelo y es fundamental para
el desarrollo vegetativo.
 Aguas freáticas: aguas subterráneas que se encuentran en la zona de saturación. Es
la primera capa de agua subterránea que se encuentra al realizar una perforación y
la más susceptible a la contaminación antrópica.

¿QUÉ ES LA HIDROGEOLOGÍA?
a hidrogeología o hidrología subterránea es, según Mijailov, la ciencia que estudia el origen
y la formación de las aguas subterráneas, sus formas de yacimiento, difusión, movimiento,
régimen y reservas, interacción con los suelos y rocas, su estado (líquido, sólido y gaseoso)
y propiedades (físicas, químicas, bacteriológicas y radiactivas); así como las condiciones
que determinan las medidas de su aprovechamiento, regulación y evacuación. Es, por
tanto, una de las ramas más complejas de la geología. Basta ver el índice del libro
Hidrología subterránea de E. Custodio y M. R. Llamas, obra cumbre de la hidrogeología en
castellano, publicado en 1975 y plenamente vigente en la actualidad, para confirmar su
complejidad.

Históricamente la utilización del agua subterránea está ligada a la evolución de las

sociedades en los albores de la humanidad, ya que se necesitaban dotes de observación e
interpretación de la naturaleza para encontrar agua con la que sobrevivir. La combinación
de necesidad de disponer de fácil acceso al agua subterránea y el in- genio humano le llevó
a captar manantiales y desarrollar métodos de construcción de pozos y galerías. En Persia
aparecieron los qanats —un tipo de galerías o minas de agua— en el 1000 a. C.; con la ruta
de la Seda esta técnica llegó hasta China. Por otra parte, los celtas y los griegos utilizaban
determinados manantiales como lugares sagra- dos pero fueron los romanos quienes
desarrollaron las técnicas de captación de aguas y creación de infraestructuras (acueductos,
embalses) que, a su vez mejoraron los árabes. Sin embargo, no es hasta 1836 cuando se
establece la hidrogeología moderna como ciencia, con la publicación por parte del francés
Henry Darcy del libro Les fontaines publiques de la ville de Dijon donde establecía la ley
matemática —Ley de Darcy— que rige el flujo subterráneo y supone la piedra angular de
esta ciencia.

DÉ LOS CONCEPTOS DE POROSIDAD, PERMEABILIDAD, TRANSMISIVIDAD,

COEFICIENTE DE ALMACENAMIENTO, GRADIENTES Y CARGAS.

 La porosidad es la cantidad de poros que se encuentra en una superficie. Poros viene

del latín porus y significa ‘agujero pequeño’. La porosidad puede referirse a
cualquier superficie como por ejemplo la porosidad de la piel, la porosidad de una
tela, la porosidad de una piedra, etc. La porosidad del suelo es importantísima para
la absorción de los nutrientes y de agua ya que permite mayor permeabilidad. La
permeabilidad del suelo en el mundo ha sido dañada con químicos producto de la
industrialización excesiva que no tiene un desarrollo sustentable ni responsabilidad
social.
 Permeabilidad es la capacidad de un material para permitir que un fluido lo
atraviese sin alterar su estructura interna. Se dice que un material es permeable si
deja pasar a través de él una cantidad apreciable de fluido en un tiempo dado, e
impermeable si la cantidad de fluido es despreciable. La velocidad con la que el
fluido atraviesa el material depende de tres factores básicos:
 La porosidad del material.
 La densidad del fluido considerado, afectada por su temperatura.
 La presión a que está sometido el fluido. Para ser permeable un material debe ser
poroso, es decir, debe contener espacios vacíos o poros que le permitan absorber
fluido. A su vez tales deben estar interconectados para que el fluido disponga de
caminos a través del material.

 La transmisibilidad o transmisividad hidráulica de un acuífero es la tasa de flujo

bajo un determinado gradiente hidráulico a través de una unidad de anchura de
acuífero de espesor dado, y saturado. Es el producto del espesor saturado de dicho
acuífero y la conductividad hidráulica (K). Se mide en una unidad de superficie
dividido en una unidad de tiempo. Tiene dimensiones: [m²]/[día] o L2*T-1
En otras palabras, transmisividad (T), es el volumen de agua que atraviesa una
banda de acuífero de ancho unitario en la unidad de tiempo y bajo la carga de un
metro. Es representativa de la capacidad que tiene el acuífero para ceder agua.
 El coeficiente de almacenamiento (S) se define como el agua que puede ser liberada
por un prisma vertical del acuífero, de sección igual a la unidad y altura equivalente
al espesor saturado del mismo, cuando se produce un descenso unitario del nivel
piezométrico. Es un valor adimensional.
 El agua en un acuífero se mueve desde una altura de carga mayor a otra menor, en
otras palabras, existen variaciones en el nivel freático entre pozos, o sea existe una
pérdida de carga hL la cual divida entre el espaciamiento entre pozos, resulta en la
expresión a dimensional llamada gradiente