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A
Acuífero
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.
Tipos de Acuíferos
Según su Comportamiento Hidráulico
• Acuífero 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 confinado: Es aquel acuífero que se encuentra cubierto por algún nivel relativamente impermeable o un acuitardo. En estos acuíferos la presión del agua es mayor que la presión atmosférica, y cuando son perforados por un pozo, el nivel de agua en este aancia bajo el nivel del suelo en que se ubica el agua en un pozo cuando este no es bombeado. A diferencia, se le denomina nivel dinámico al nivel instantáneo del pozo durante el bombeo.
Teóricamente en un acuífero infinito después de un tiempo de bombeo, el nivel dinámico del pozo debería
mantenerse constante en el tiempo.
• Acuífero semi-confina
Almacenaminto
El almacenamiento de energía comprende los métodos que tiene la humanidad para conservar en la medida de lo posible una cierta cantidad de energía en cualquier forma, para liberarla cuando se requiera en
la misma forma en que se recolectó o en otra diferente. Las formas de energía pueden ser energía potencial (gravitacional, química, elástica, etc.) o energía cinética. Muchos sistemas mecánicos funcionan almacenando
energía y consumiéndola lentamente: un ejemplo es el reloj mecánico que almacena en el muelle la energía para ir consumiéndola vía un regulador. En un ordenador los condensadores existentes en un chip almacenan la energía suficiente para que al volver a encenderse tengan la memoria de algunas de las funciones previas. Incluso los alimentos son una forma que la naturaleza tiene de almacenar la energía procedente del Sol.
Historia
El almacenamiento de energía es un proceso complejo que se lleva haciendo por la naturaleza desde miles de
millones de años - por ejemplo la energía presente en la creación inicial del Universo ha sido puesto en libertad en forma de estrellas como el Sol, y ahora está siendo utilizado directamente por los seres vivos (a través de la energía solar), o indirectamente (por ejemplo por el aumento de los cultivos o de la conversión en
electricidad en las células solares). Los sistemas de almacenamiento de energía en el uso comercial de la
actualidad se traduce en términos generales, en sistemas de almacenamiento mecánicos, eléctricos,
químicos, biológicos, nucleares y térmicas.
Como actividad útil, el almacenamiento de energía ha deliberado de almacenamiento de energía mecánica es el uso de troncos o rocas como medidas defensivas en las antiguas fortalezas que se iban recolectando en la cima de una colina o pared, y por lo tanto, la energía almacenada era finalmente empleada para atacar a invasores que vinieran al radio de alcance de dichas piedras. Una aplicación más reciente es el de control de los cursos de agua que son dirigidos a los molinos de agua para el procesamiento de granos. Los sistemas complejos de embalses y presas se construyeron para almacenar y liberar agua (y la energía potencial que contienen) cuando sea necesario.
El almacenamiento de energía se convirtió en un factor dominante en el desarrollo económico con la introducción generalizada de electricidad y químicos combustibles refinados, como la gasolina, el queroseno y el gas natural en 1800. A diferencia de otros métodos comunes de almacenamiento de energía utilizadas empleados anteriormente, como la madera o el carbón, la electricidad debe empelarse, ya que se genera y no puede ser almacenada en otra cosa que no sean dispositivos de menor escala. La electricidad se transmite por medio de un circuito cerrado, para emplearce en cualquier propósito práctico, y no puede ser almacenada como energía eléctrica. Esto significa que lo cambios de la demanda no puede tener cabida, sin corte de los suministros, ya sea (por ejemplo, a través de brownouts o apagones) o disponer de una técnica de almacenamiento fiable, algo imposible en la actualidad.
Los combustibles petroquímicos se han convertido en la forma dominante de almacenamiento de energía, tanto en la generación eléctrica y el transporte de energía. Los combustibles petroquímicos de uso común se procesan del carbón, la gasolina, el gasóleo, el gas natural, gas licuado de petróleo (GLP), el propano, el butano, etanol, biodiésel y el hidrógeno. Todos estos productos químicos son fácilmente convertidos a energía mecánica y luego energía quizás en eléctrica a los motores que utiliza el calor (o de otras turbinas de los motores de combustión interna, o calderas u otros motores de combustión externa) que se utiliza para generación de energía eléctrica. Los generadores de calor y los generadores de potencia del motor son casi universales, que van desde los pequeños motores de la producción de sólo unos pocos kilovatios de utilidad a escala generadores con puntuaciones de hasta 800megavatios.
.La electricidad es una energía secundaria, es decir que es resultado de la transformación de energía primaria. Una característica fundamental es que esta energía no es almacenable: la electricidad producida es instantáneamente consumida o perdida. El problema de almacenar este tipo de energía se soluciona de hecho
produciéndola rápidamente en sistemas autónomos (no conectados a la red). algunos ejemplo las pilas y baterías basadas en las reacciones químicas. Estas tecnologías presentan inconvenientes que limitan su utilización como: el peso, el coste, su baja productividad, y en algunos casos la peligrosidad de sus componentes (ácidos, plomo).
• Condensador
• Almacenamiento energético magnético con superconductores
Atmósfera
.
La atmósfera (del griego ἀτμός, vapor, aire, y σφαῖρα, esfera) es la capa de gas que rodea un cuerpo celeste con la suficiente masa como para atraerlo. Algunos planetas están formados principalmente por gases, con lo que tienen atmósferas muy profundas.
Las atmósferas de los planetas del sistema solar
Venus
La forma particular de las nubes en Venus se debe a la mayor velocidad del viento a baja latitud.
Venus posee una densa atmósfera. Su presión atmosférica equivale a 90 atmósferas terrestres (una presión equivalente a una profundidad de un kilómetro bajo el nivel del mar en la Tierra). Está compuesta principalmente por dióxido de carbono y una pequeña cantidad de monóxido de carbono, nitrógeno, ácido sulfúrico, argón y partículas de azufre. La enorme cantidad de CO2 de la atmósfera provoca un fuerte
efecto invernadero que eleva la temperatura de la superficie del planeta hasta cerca de 460 °C. Esto hace que Venus sea más caliente que Mercurio.
La temperatura no varía de forma significativa entre el día y la noche. A pesar de la lenta rotación de Venus, los vientos de la atmósfera superior circunvalan el planeta en tan sólo cuatro días, alcanzando
velocidades de 360 km/h y distribuyendo eficazmente el calor. Además del movimiento zonal de la atmósfera de oeste a este, hay un movimiento vertical en forma de célula de Hadley que transporta el
calor del ecuador hasta las zonas polares e incluso a latitudes medias del lado no iluminado del planeta.
La radiación solar casi no alcanza la superficie del planeta. La densa capa de nubes refleja al espacio la mayor parte de la luz del Sol y gran parte de la luz que atraviesa las nubes es absorbida por la atmósfera.
Tierra
La altura de la atmósfera de la Tierra es de más de 100 km, aunque más de la mitad de su masa se concentra en los seis primeros km y el 75% en los primeros 11 km de altura desde la superficie planetaria. La masa de la atmósfera es de 5,1 x 1018 kg.
La atmósfera terrestre protege la vida de la Tierra, absorbiendo en la capa de ozono parte de la radiación solar ultravioleta, y reduciendo las diferencias de temperatura entre el día y la noche, y actuando como escudo protectorcontra los meteoritos.
Marte
La atmósfera de Marte es muy tenue, con una presión superficial de sólo 7 a 9 hPa frente a los 1013 hPa de la atmósfera terrestre, es decir, una centésima parte de la terrestre. La presión atmosférica varía considerablemente con la altitud, desde casi 9 hPa en las depresiones más profundas, hasta 1 hPa en la cima del Monte Olimpo. Está compuesta fundamentalmente de dióxido de carbono (95,3%) con un 2,7% de nitrógeno, un 1,6% de argón y trazas de oxígeno molecular (0,15%), monóxido de carbono (0,07%) y vapor de agua (0,03%).
La atmósfera es lo bastante densa como para albergar vientos y tormentas de polvo que, en ocasiones, pueden abarcar el planeta entero durante meses. Este viento es el responsable de la existencia de dunas
de arena en los desiertos marcianos. La bóveda celeste marciana es de un suave color rosa salmón debido a la dispersión de la luz por los granos de polvo muy finos procedentes del suelo ferruginoso. A
diferencia de la Tierra, ninguna capa de ozono bloquea la radiación ultravioleta. Hay nubes en mucha menor
cantidad que en la Tierra y son de vapor de agua o de dióxido de carbono en latitudes polares.
La débil atmósfera marciana produce un efecto invernadero que aumenta la temperatura superficial unos 5 grados, mucho menos que lo observado en Venus y en la Tierra.
En las latitudes extremas, la condensación del dióxido de carbono forma nubes de cristales de niev carbónica.
Júpiter
Atmósfera de Júpiter vista por la Voyager I alacercarse al planeta. La atmósfera de Júpiter se extiende hasta grandes profundidades, donde la enorme presión comprime el hidrógeno molecular hasta que se transforma en un líquido de carácter metálico a profundidades de unos 10.000 km. Más abajo se sospecha la existencia de un núcleo rocoso formado principalmente por materiales más densos. En la parte alta de la atmósfera se observa una circulación atmosférica formada por bandas paralelas al ecuador, en la que puede encontrarse
la Gran Mancha Roja, que es una tormenta con más de 300 años de antigüedad.
Se observan nubes de diferentes colores que refleja que se forman a distintas alturas y con diferentes composiciones. Júpiter tiene un potente campo magnético que provoca auroras polares.
Saturno
La atmósfera de Saturno posee bandas oscuras y zonas claras similares a las de Júpiter, aunque la distinción entre ambas es mucho menos clara. Hay fuertes vientos en la dirección de los paralelos. En las capas altas se forman auroras por la interacción del campo magnético planetario con el viento solar.
Urano
El planeta Urano cuenta con una gruesa atmósfera formada por una mezcla de hidrógeno, helio y metano, que puede representar hasta un 15% de la masa planetaria y que le da su color característico.
Neptuno
La atmósfera de Neptuno esta formada por hidrógeno, helio y un pequeño porcentaje de gas metano, que le
proporciona el color azul verdoso. Sus partículas están levemente más separadas de lo que deberían estar por causa de la temperatura, que es de -200 °C, semejante a la de Urano, que está ubicado más cerca del Sol, por lo que se estima que tiene una fuente interna de calor.
Un caso único: la atmósfera de Titán Detalle de la brumosa atmósfera de Titán. Al fondopuede verse el limbo de Saturno.
Titán es la única luna conocida con una atmósfera densa. La atmósfera de Titán es más densa que la de la Tierra, con una presión en superficie de una vez y media la de nuestro planeta y con una capa nubosa opaca formada por aerosoles de hidrocarburos que oculta los rasgos de la superficie de Titán y le dan un color anaranjado. Al igual que en Venus, la atmósfera de Titán gira mucho más rápido que su superficie. La atmósfera está compuesta en un 94% de nitrógeno y es la única atmósfera rica en este elemento en el sistema solar aparte de nuestro propio planeta, con trazas de varios hidrocarburos que constituyen el resto (incluyendo metano, etano y otros compuestos orgánicos).
La presión parcial del metano es del orden de 100 hPa y este gas cumple el papel del agua en la Tierra, formando nubes en su atmósfera. Estas nubes causan tormentas de metano líquido en Titán que descargan precipitaciones importantes de metano que llegan a la superficie produciendo, en total, unos 50 L/m² de precipitación anual.
La Luna
La Luna tiene una atmósfera insignificante, debido a la baja gravedad, incapaz de retener moléculas de gas en su superficie. La totalidad de su composición aún se desconoce. El programa Apolo identificó átomos de helio y argón, y más tarde (en 1988) observaciones desde la Tierra añadieron iones de sodio y potasio. La mayor parte de los gases en su superficie provienen de su interior.
Mercurio
La sonda Mariner 10 demostró que Mercurio, contrariamente a lo que se creía, tiene una atmósfera, muy tenue, constituida principalmente por helio, con trazas de argón, sodio, potasio, oxígeno y neón. La presión de la atmósfera parece ser sólo una cienmilésima parte de la presión atmosférica en la superficie de la Tierra.
Los átomos de esta atmósfera son muchas veces arrancados de la superficie del planeta por el viento solar.
Troposfera Es la capa más cercana a la superficie terrestre, donde se desarrolla la vida y ocurren la mayoría de los fenómenos meteorológicos. Tiene unos 8 km de espesor en los polos y alrededor de 15 km en el ecuador. En esta capa la temperatura disminuye con la altura
alrededor de 6,5 °C por kilómetro. La troposfera contiene alrededor del 75% de la masa gaseosa de la atmósfera, así como casi todo el vapor de agua.
Estratosfera
Es la capa que se encuentra entre los 12 km y los 50 km de altura. Los gases se encuentran separados formando capas o estratos de acuerdo a su peso. Una de ellas es la capa de ozono que protege a la Tierra del exceso de rayos ultravioleta provenientes del Sol. Las cantidades de oxígeno y anhídrido carbónico son casi nulas y aumenta la proporción de hidrógeno. Actúa como regulador de la temperatura, siendo en su parte inferior cercana a los -60 °C y aumentando con la altura hasta los 10 ó 17 °C en la estratopausa.
Mesosfera
Es la capa donde la temperatura vuelve a disminuir y desciende hasta los -90 °C conforme aumenta su altitud. Se extiende desde la estratopausa (zona de contacto entre la estratosfera y la mesosfera) hasta una altura de unos 80 km, donde la temperatura vuelve a descender hasta unos -70 °C u -80 °C.
Termosfera o Ionosfera
Es la capa que se encuentra entre los 90 y los 800 kilómetros de altura. Su límite superior es la termopausa. En ella existen capas formadas por átomos cargados eléctricamente, llamados iones. Al ser una capa conductora de electricidad es la que posibilita las transmisiones de radio y televisión por su propiedad de reflejar las ondas electromagnéticas. El gas predominante es el hidrógeno. Allí se produce la destrucción de los meteoritos que llegan a la Tierra. Su temperatura aumenta desde los -73 °C hasta llegar a 1.500 °C.
La composición de la atmósfera Los distintos colores se debe a la dispersión de la luz producida por la atmósfera.
El aire que forma la atmósfera es una mezcla de gases que además contiene partículas sólidas y líquidas en suspensión. Éstos son algunos de sus componentes más destacados. Casi la totalidad del aire (un 97 %) se encuentra a menos de 30 km de altura, encontrándose más del 75 % en la troposfera. El aire forma en la
troposfera una mezcla de gases bastante homogénea, hasta el punto de que su comportamiento es el equivalente al que tendría si estuviera compuesto por un solo gas ().
Átomo de hidrógeno
El átomo de hidrógeno es el átomo más simple existente y el único que admite una solución analítica exacta desde el punto de vista de la mecánica cuántica. El átomo de hidrógeno, es conocido también como átomo monoelectrónico, debido a que está formado por un protón que se encuentra en el núcleo del átomo y
que contiene más del 99% de la masa del átomo, y un sólo electrón que "orbita" alrededor de dicho núcleo (aunque también puden existir átomos de hidrógeno con núcleos formados por un protón y 1 o 2 neutrones adicionales, llamados deuterio y tritio). Se puede hacer una analogía pedagógica del átomo de hidrógeno
con un Sistema Solar, donde el sol sería el único Núcleo atómico y que tiene la mayor cantidad de masa 99% y en su órbita tuviera un planeta (Electrón) que conformaría el 1% restante de la masa del sistema solar (átomo de protio (1H)), esto hace que el hidrógeno sea el más simple de todos los elementos de la tabla periódica.
B
Banquisa
La banquisa o el hielo marino es una capa de hielo flotante que se forma en las regiones oceánicas polares. Su espesor típico se sitúa entre un metro, cuando se renueva cada año, y 4 o 5 m, cuando persiste en el tiempo, como ocurre en la región ártica más próxima al polo. Excepcionalmente se forman engrosamientos locales de hasta 20 m de espesor. En muchas ocasiones está constituida por bloques de hielo fracturados que han sido nuevamente soldados..
Formación
La causa primaria es la congelación desde la superficie, pero también puede contribuir la precipitación en forma de nieve, precipitación que siempre es escasa en las regiones polares, sometidas permanentemente a la influencia de las altas presiones debidas al vórtice polar. El agua se congela en la superficie, porque el aguadel fondo no se enfría lo necesario, dado el enorme calor específico del agua y su correlativa resistencia al cambio de temperatura. Para que la solidificación comience se requieren –1,8 °C, a causa del descenso crioscópico, que es la disminución del punto de fusión/solidificación que acompaña a la salinidad. Se forman primero pequeños cristales lenticulares de agua pura, que van luego reuniéndose. Al final la banquisa queda formada por un agregado de hielo de agua con un relleno de salmuera en las grietas.
Dos banquisas
Existen dos banquisas que ocupan una parte variable del océano: una en el Ártico y otra alrededor del Continente Antártico:• La banquisa antártica desaparece en su mayor parte durante el verano austral y se vuelve a formar en el invierno, alcanzando una extensión equivalente a la del continente. En septiembre alcanza los 18,8 millones de km², mientras que en marzo es de sólo 2,6 millones de km².
• La banquisa ártica ha venido siendo permanente, fundiéndose cada año las partes más próximas a los continentes circundantes, época aprovechada para la circunnavegación del océano Ártico. En marzo alcanza los 15 millones de km² y en septiembre alcanza los 6,5 millones de km². Se observa con preocupación que la
banquisa ártica tiende desde hace años a perder extensión en cada ciclo, lo que se interpreta como efecto del cambio climático actual. Se estima que dentro de pocos años desaparecerá por completo en la época veraniega.
C
CLIMATOLOGIA
Las consecuencias ambientales de la evolución de las banquisas no se restringen a sus efectos sobre la biota marina. Afecta al régimen climático global de dos maneras. En primer lugar, la capa de hielo abriga al océano, actuando como un aislante que restringe el flujo de calor del mar a la atmósfera: océano y atmósfera forman un sistema acoplado que regula la distribución de calor en el planeta. En segundo lugar, el blanco hielo de la banquisa, aunque delgado, es altamente reflectante, contribuyendo significativamente al albedo planetario (la proporción de radiación solar devuelta al espacio por reflexión), uno de los parámetros que más influyen en la evolución del clima global. La actual disminución estacional del albedo en los polos debería contribuir así al calentamiento global, en un caso de retroalimentación positiva simétrico al que se produce en los períodos climáticos glaciales, cuando la extensión de los casquetes y de la banquisa acentúa precisamente el enfriamiento. Hay razones para suponer que en un período de la historia del planeta, hace unos 700 millones de años, el clima fue tan frío como para que una gruesa banquisa permanente cubriera el conjunto de los océanos, salvo tal vez los ecuatoriales.CONDENSACIÓN
Proceso Condensación de la humedad ambiental en la superficie de la garrafa por la diferencia de temperatura entre el interior y el exterior. Se denomina condensación al cambio de estado de la materia que
se encuentra en forma gaseosa a forma líquida. Es el proceso inverso a la vaporización. Si se produce un paso de estado gaseoso a estado sólido de manera directa, el proceso es llamado sublimación inversa. Si se produce un paso del estado líquido a sólido se denomina solidificación.
PROCESO
Aunque el paso de gas a líquido depende, entre otros factores, de la presión y de la temperatura, generalmente se llama condensación al tránsito que se produce a presiones cercanas a la ambiental. Cuando se, usa una sobrepresión elevada para forzar esta transición, el proceso se denomina licuefacción El proceso de condensa. ción suele tener lugar cuando un gas es enfriado hasta su punto de rocío, sin embargo este punto también puede ser alcanzado variando la presión. El equipo industrial o de laboratorio necesario para realizar este proceso de manera artificial se llama condensador .La ciencia que estudia las propiedades termodinámicas del aire húmedo y los efectos que tiene la variación de la humedad atmosférica sobre los materiales y el ser humano. Las interrelaciones entre los parámetros que determinan la condición del aire húmedo se representan en los diagramas psicrométricos. La condensación es un representan en los diagramas psicrométricos. La condensación es un proceso regido con los factores en competición de energía y entropía. Mientras que el estado líquido es más favorable desde el punto de vista
energético, el estado gas es el más entrópico.
Condensación en la naturaleza En la naturaleza se da el proceso de la condensación de vapor de
agua al bajar la temperatura, por ejemplo, con el rocío en la madrugada. El vapor sólo se condensa en una superficie cuando la temperatura de dicha superficie es menor que la temperatura del vapor. Durante este proceso la molécula de agua libera energía en forma de calor, esto tiene parte de la responsabilidad de la
sensación de temperatura mayor en un ambiente muy cálido y muy húmedo: la humedad que condensa en nuestra piel nos está transmitiendo un calor adicional. Adicionalmente, esta humedad hace inútil el proceso natural de refrigeración por sudor y evaporación. La temperatura ambiental también aumenta ligeramente.
D
Un dique es un terraplén para evitar el paso del agua, puede ser natural o artificial, por lo general de tierra y paralelo al curso de un río o al borde del mar.
Diques artificiales
Los diques artificiales pueden ser utilizados para:• Prevenir la inundación de los campos aledaños a los ríos o mares; sin embargo también se utilizan para encajonar el flujo de los ríos a fin de darle un flujo más rápido. Son conocidos como diques de contención.
• Proteger determinadas áreas contra el embate de las olas.
• Forman caminos integrando un orden vial.
Diques de contención
Estos diques tradicionalmente son construidos, amontonando tierra a la vera del río. Amplio en la base y afilados en la cumbre, donde se suelen poner bolsas de arena.En el altiplano andino, particularmente en la región peruana, antiguamente se construían con "champas", trozos
cuadrados de tierra vegetal, de unos 30 x 30 cm, con un espesor variable de unos 15 cm. Estas champas, sin eliminar la vegetación se colocaban invertidas, con la intención de que la vegetación al crecer, sobre todo en los bordes libres, consolidarían la estructura. Lamentablemente se ha verificado que el procedimiento no se ha demostrado muy eficiente, y se están lentamente sustituyendo estas estructuras de tierra por estructuras construidas técnicamente.
Diques rompeolas
Son estructuras artificiales creadas mediante superposición de capas de elementos de diferentes granulometrías y materiales encaminada a reducir la cantidad de energía proveniente del oleaje que entra en un lugar que se quiere abrigar, por ejemplo un puerto. Contrariamente a los diques de contención, no tienen una función de impedir la filtración del agua.Existen diferentes tipologías de diques, también llamados espigones:
• En talud
•vertical
Flotante
• etc
Los diques en talud tradicionalmente se han construido mediante un núcleo de todo uno, encima del cual se
superponen capas de elementos de tamaño creciente separados por capas de filtro. Actualmente, los elementos mayores (que conforman los mantos exteriores) son piezas de hormigón en masa de diferentes formas (cubos, dolos.
E
EBULLICIÒN
La ebullición es el proceso físico en el que un líquido pasa a estado gaseoso. Se realiza cuando la temperatura de la totalidad del líquido iguala al punto de ebullición del líquido a esa presión. Si se continúa calentando el líquido, éste absorbe el calor, pero sin aumentar la temperatura: el calor se emplea en la conversión delagua en estado líquido en agua en estado gaseoso, hasta que la totalidad de la masa pasa al estado gaseoso. En ese momento es posible aumentar la temperatura del líquido.
Este proceso es muy distinto a la evaporación, que es paulatino y para el que, en altitudes superiores, la presión atmosférica media disminuye, por lo que el agua necesita temperaturas menores para entrar en ebullición. En una olla a presión, el agua llega a una temperatura de 120 ó 130 °C antes de hervir, debido a la mayor presión alcanzada por los gases en su interior. Gracias a esta mayor temperatura del agua en el interior de la olla, la cocción de la comida se da más rápidamente.
La adición de aditivos al agua puede hacer aumentar su punto de ebullición. Y algunos microorganismos también mueren a esta temperatura.
EMBALSES
Se denomina embalse a la acumulación de agua producida por una obstrucción en el lecho de un río o arroyo que cierra parcial o totalmente su cauce. La obstrucción del cauce puede ocurrir por causas naturalescomo, por ejemplo, el derrumbe de una ladera en un tramo estrecho del río o arroyo, la acumulación de placas de hielo o las construcciones hechas por los castores, y por obras construidas por el hombre para tal
fin, como son las presas.
Embalses por causas naturales
En este caso se trata, de embalses totalmente incontrolados, que generalmente tienen una vida corta, días, semanas o hasta meses. Al llenarse el embalse con los aportes del río o arroyo, se provocan filtraciones a través de la masa de tierra no compactada, y vertimientos por el punto más bajo de la corona, que llevan a la ruptura más o menoss rápida y abrupta de la presa, pudiendo causar grandes daños a las poblaciones y áreas cultivadas situadas aguas abajo. Embalses artificiales
Los embalses generados al construir una presa pueden tener la finalidad de:• regular el caudal de un río o arroyo, almacenando el agua de los períodos húmedos para utilizarlos durante los períodos más secos para el riego, para el abastecimiento de agua potable, para la generación de energía eléctrica, para permitir la navegación o para diluir poluentes. Cuando un embalse tiene más de un fin, se le llama de usos múltiples;
• contener los caudales extremos de las avenidas o crecidas. Laminación de avenidas;
• crear una diferencia de nivel para generar energía eléctrica, mediante una central hidroeléctrica;
• crear espacios para esparcimiento y deportes acuáticos.
Características de los embalses
Las características físicas principales de un embalse son las curvas cota-volumen, la curva cota-superficie inundada y el caudal regularizado.Dependiendo de las características del valle, si este es amplio y abierto, las áreas inundables pueden ocupar zonas densamente pobladas, o áreas fértiles para la agricultura. En estos casos, antes de construir la presa debe evaluarse muy objetivamente las ventajas e inconvenientes, mediante un Estudio de impacto ambiental, cosa que no siempre se ha hecho en el pasado.
En otros casos, especialmente en zonas altas y abruptas, el embalse ocupa tierras deshabitadas, en cuyo caso los impactos ambientales son limitados o inexistentes.
El caudal regularizado es quizás la característica más importante de los embalses destinados, justamente, a regularizar, a lo largo del día, del año o periodos plurianuales o quizas pasen siglos antes de q este sea desabilitado por la mano humana, el caudal que puede ser retirado en forma continua para el uso para el cual se ha construido elembalse.
Efectos de un embalse
Los embalses tienen un importante influjo en el entorno; algunos de sus efectos pueden ser considerados positivos y otros pueden ser considerados negativos.Los embalses de grandes dimensiones agregan un peso muy importante al suelo de la zona, además de incrementar las infiltraciones. Estos dos factores juntos pueden provocar lo que se conoce como seísmos inducidos. Son frecuentes durante los primeros años después del llenado del embalse. Si bien estos seísmos inducidos son molestos, muy rara vez alcanzan intensidades que puedan causar daños serios a la población.
Aguas arriba
Aguas arriba de un embalse, el nivel freático de los terrenos vecinos se puede modificar fuertemente, pudiendo traer consecuencias en la vegetación circunlacustre.
Aguas abajo
Los efectos de un embalse aguas abajo son de varios tipos; se pueden mencionar:• Aumento de la capacidad de erosionar el lecho del río.
• Disminución de los caudales medios vertidos y, consecuente, facilidad para que actividades antrópicas ocupen parte del lecho mayor del río.
• Disminución del aporte de sedimentos a las costas, incidiendo en la erosión de las playas y deltas. Uso de los embalses Básicamente un embalse creado por una presa, que interrumpe el cauce natural de un río, pone a disposición del operador del embalse un volumen de almacenamiento potencial que puede ser utilizado para múltiples fines, algunos, de ellos complementarios y otros conflictivos entre sí, pone a disposición del operador del embalse también un potencial energético derivado de la elevación del nivel del agua.
Se pueden distinguir los usos que para su maximización requieren que el embalse esté lo más lleno posible, garantizando un caudal regularizado mayor. Estos usos son la generación de energía eléctrica, el riego, el abastecimiento de agua potable o industrial, la dilución de poluentes. Por el contrario, para el control de avenidas el embalse será tanto más eficiente cuanto más vacío se encuentre en el momento en que recibe una avenida.
Desde el punto de vista de su capacidad reguladora, el embalse puede tener un ciclo diario, mensual, anual e, incluso, en algunos pocos casos, plurianual. Esto significa que el embalse acumula el agua durante, por ejemplo, 20 horas por día, para descargar todo ese volumen para la generación de energía eléctrica durante las 4 horas de pico de demanda; o acumula las aguas durante el período de lluvias, 3 a 6 meses según la región, para usarlo en riego en el período seco.
Escarcha
Se denomina escarcha a la capa de hielo cristalino que se forma, en forma de escamas, agujas, plumas o abanicos, sobre superficies expuestas a la intemperie y que se han enfriado lo suficiente como para provocar la deposición directa del vapor de agua contenido en el aire. Es un sinonimo de helada blanca.
Formación
La primera condición es que las superficies tengan una temperatura por debajo de 0 °C; otra condición para que la escarcha se produzca es que la humedad relativa del aire sea superior al 60%, de lo contrario no habrá suficiente vapor de agua en la atmósfera para depositarse en las superficies. La última condición para que esto se produzca es que el viento no sea intenso, de lo contrario, el vapor de agua no podrá depositarse.No se debe confundir la escarcha o helada blanca con el rocío blanco: éste es vapor de agua atmosférico condensado y congelado. La temperatura superficial debe estar bajo de 0 °C.
Efectos en las plantas
La vegetación puede no necesariamente dañarse en una noche en que las hojas se expongan a condiciones de congelación. Las hojas de las plantas forman una capa de estado líquido muy frío, asegurando temperaturas de −4 °C a −12 °C. Sin embargo, una vez que la escarcha se forma, las células vegetales de la superficie de la hoja pueden afectarse ante cristales de hielo filoso. Ciertas bacterias son particularmente efectivas ante la formación de escarcha. Las plantas anuales, como los tomates, morirán una vez que sucumban a la primera helada del año. Las plantas caducifolias morirán también, pero volverán a brotar una vez que llegue la primavera. Finalmente, las plantas perennes, como las coníferas, permanecerán verdes todo el año, aunque su crecimiento es mayor en temporadas libres de escarcha.Las diferencias en el clima pueden influir fuertemente en el daño que la escarcha le haga a la planta. Por ejemplo, una planta como el romero siempre morirá estando a la intemperie en áreas más frías, mientras que en lugares templados cálidos puede fácilmente sobrevivir.
Escorrentía
En hidrología, la escorrentía es la lámina de agua que circula sobre la superficie en una cuenca de drenaje, es decir la altura en milímetros del agua de lluvia escurrida y extendida. Normalmente se considera como la precipitación menos la evapotranspiración real y la infiltración del sistema suelo. Según la teoría de Horton se forma cuando las precipitaciones superan la capacidad de infiltración del suelo. Esto sólo es aplicable en suelos de zonas áridas y de precipitaciones torrenciales. Esta deficiencia se corrige con la teoría de la saturación, aplicable a suelos de zonas de pluviosidad elevada y constante. Según dicha teoría, la escorrentía se formará cuando los compartimentos del suelo estén saturados de agua.
La escorrentía superficial es una de las principales causas de erosión a nivel mundial. Suele ser particularmente dañina en suelos poco permeables, como los arcillosos, y en zonas con una cubierta vegetal escasa.
Evapotranspiración
Se define la evapotranspiración como la pérdida de humedad de una superficie por evaporación directa junto con la pérdida de agua por transpiración de la vegetación. Se expresa en mm por unidad de tiempo.
Evaporación y transpiración
Dentro del intercambio constante de agua entre los océanos, los continentes y la atmósfera, la evaporación es el mecanismo por el cual el agua es devuelta a la atmósfera en forma de vapor; en su sentido más amplio, involucra también la evaporación de carácter biológico que es realizada por los vegetales, conocida como transpiración y que constituye, según algunos la principal fracción de la evaporación total. Sin embargo, aunque los dos mecanismos son diferentes y se realizan independientemente no resulta fácil separarlos, pues ocurren por lo general de manera simultánea; de este hecho deriva la utilización del concepto más amplio de evapotranspiración que los engloba.
Ciclo hidrológico y balance energético
La evapotranspiración constituye un importante componente del ciclo y balance del agua. Se estima que un 70% del total de agua recibida por una zona (precipitación) es devuelta a la atmósfera a través del proceso, mientras que el 30% restante constituye la escorrentía superficial y subterránea. Junto con ser un componente del ciclo hidrológico, la evapotranspiración interviene en el balance calorífico y en la redistribución de energía mediante los traspasos que de ella se producen con los cambios de estado del agua, permitiendo así un equilibrio entre la energía recibida y la perdida. El conocimiento de las pérdidas de agua mediante el proceso permite tener un acercamiento a las disponibilidades del recurso y consecuentemente puede realizarse una mejor distribución y manejo del mismo.
Aplicacion
En términos aplicados, quizás una de las más conocidas referencias al fenómeno venga de la climatología y de la consideración y utilidad de la evapotranspiración como un indicador de aridez de las distintas zonas, basado en un largo registro de observaciones de distintos elementos climáticos en un número suficiente de años. Sin embargo, donde la evapotranspiración ha ganado un lugar realmente importante es en la evaluación de los volúmenes de agua involucrados, que teniendo interés en sí mismos, son indispensables en las tareas de planificación y gestión de los recursos hídricos, en ciertos estudios medioambientales y en la cuantificación de las demandas hídricas de la vegetación, especialmente de los cultivos.
Evapotranspiración: definiciones y conceptos
Los factores que intervienen en el proceso de evapotranspiración son diversos, variables en el tiempo y en el espacio y se pueden agrupar en aquellos de orden climático, los relativos a la planta y los asociados al suelo. Esta diversidad de factores, por una parte, ha dado lugar a distintas orientaciones al abordar el complejo fenómeno y diferentes respuestas ante su estimación; ha favorecido, por otro lado, el desarrollo de una serie de conceptos tendientes a lograr una mayor precisión de ideas al referirse al fenómeno y surgen como un intento de considerar las distintas condiciones de clima, suelo y cultivo prevalecientes en el momento en que el fenómeno ocurre. Estas definiciones o conceptos, entre otros, son: uso consuntivo, evapotranspiración potencial, evapotranspiración de referencia o del cultivo de referencia, evapotranspiración real y cultivo de referencia.Uso consuntivo o evapotranspiración
Los primeros estudios que abordaron el tema del riego hablaron de utilización consuntiva, cantidad de agua que se expresaba en metros cúbicos por hectárea regada. Luego, en 1941, la División de Riegos del Ministerio de Agricultura de los Estados Unidos y la Oficina Planificadora de Recursos Nacionales, definieron el concepto de uso consuntivo o evapotranspiración como “la suma de los volúmenes del agua utilizada para el crecimiento vegetativo de las plantas en una superficie dada, tanto en la transpiración como en la formación de tejidos vegetales y de la evaporada por el terreno adyacente ya sea proveniente de la nieve o de las precipitaciones caídas en un tiempo dado”. Más tarde, en 1952, H.F. Blaney y W.D. Criddle definieron “uso consumo o evapotranspiración” en términos muy similares a los anteriores como “la suma de los volúmenes de agua usados por el crecimiento vegetativo de una cierta área por conceptos de transpiración y formación de tejidos vegetales y evaporada desde el suelo adyacente, proveniente de la nieve o precipitación interceptada en el área en cualquier tiempo dado, dividido por la superficie del área”.Evapotranspiración potencial (ETP)
Existe acuerdo entre los diversos autores al definir la ETP, concepto introducido por Charles Thornthwaite en 1948, como la máxima cantidad de agua que puede evaporarse desde un suelo completamente cubierto de vegetación, que se desarrolla en óptimas condiciones, y en el supuesto caso de no existir limitaciones en la disponibilidad de agua.Según esta definición, la magnitud de la ETP está regulada solamente por las condiciones meteorológicas o
climáticas, según el caso, del momento o período para el cual se realiza la estimación.
El concepto de ETP es ampliamente utilizado y desde su introducción ha tenido gran influencia en los estudios
geográficos del clima mundial; de hecho su diferencia respecto de las precipitaciones (Pp-ETP) ha sido frecuentemente usada como un indicador de humedad o aridez climática. También ha influido sobre la investigación hidrológica y ha significado el mayor avance en las técnicas de estimación de la evapotranspiración.
La noción de ETo ha sido establecida para reducir las ambigüedades de interpretación a que da lugar el amplio concepto de evapotranspiración y para relacionarla de forma más directa con los requerimientos de agua de los cultivos. Es similar al de ETP, ya que igualmente depende exclusivamente de las condiciones climáticas, incluso en algunos estudios son considerados equivalentes,pero se diferencian en que la ETo es aplicada a un cultivo específico, estándar o de referencia, habitualmente gramíneas o alfalfa, de 8 a 15 cm de altura uniforme, de crecimiento activo, que cubre totalmente el suelo y que no se ve sometido a déficit hídrico.Es por lo anterior que en los últimos años está reemplazando al de ETP. Evapotranspiración real, actual o efectiva (ETr) No obstante las mayores precisiones alcanzadas con la incorporación de algunos de los conceptos anteriores, las condiciones establecidas por ellos no siempre se dan en la realidad, y aquella evapotranspiración que ocurre en la situación real en que se encuentra el cultivo en el campo, difiere de los límites máximos o potenciales establecidos.
Para referirse a la cantidad de agua que efectivamente es utilizada por la evapotranspiración se debe utilizar el concepto de evapotranspiración actual o efectiva, o bien, más adecuadamente, el de evapotranspiración real.
La ETr es más difícil de calcular que la ETP o ETo, ya que además de las condiciones atmosféricas que influyen en la ETP o ETo, interviene la magnitud de las reservas de humedad del suelo y los requerimientos de los cultivos. Para determinarla se debe corregir la ETP o ETo con un factor Kc dependiente del nivel de humedad del suelo y de las características de cada cultivo.
