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Estudio de la energía desde el ambiente ecológico

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  • 1. ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL TALLER DE ECOLOGÍA Visítanos y encuentra más información CIB 1.- ¿Cómo varía el estado del agua con los cambios de energía (calor)? En función de la cantidad de agua se tiene el calor latente de congelación como uno de los cambios de energía. El calor latente del agua es la cantidad de calor necesario para transformar 1 kg de líquido en hielo, sin cambio de temperatura. Otros factores son la temperatura inicial y final del producto pues son determinantes en la cantidad de calor que se debe extraer del producto. Además de estos cambios, tomando en cuenta la cantidad de energía, el agua se transforma en tres estados, sólido, líquido y gaseoso. 2.- Defina evaporación, condensación, precipitación, escurrimiento pluvial, infiltración, transpiración, evapotranspiración, agua capilar, agua de gravedad, filtración, aguas freáticas, nivel freático, manto freático, área de recarga, manantial y fuente,  Evaporación.- El enlace de hidrógeno mantiene unidas a las moléculas de agua. Abajo de los 0 grados, la energía cinética de las moléculas es tan leve que el enlace de hidrógeno basta para retenerlas en la misma posición; el resultado es el hielo. Si las moléculas absorben energía solar o de una fuente artificial, la energía cinética que adquieren bastaría para separarse y escapar a la atmósfera, es el fenómeno que conocemos como evaporación.  Condensación.- Consiste en que las moléculas de agua se vuelven a unir mediante enlaces de hidrógeno para formar agua líquida o hielo. Si las gotitas se forman en la atmósfera, el resultado es niebla o bruma; si se forman en las superficies frías de la vegetación, el resultado es el rocío.  Precipitación.- Cuando el aire se eleva, hay enfriamiento y condensación y el resultado es la lluvia. Cuando desciende se calienta, causa un aumento en la evaporación y sequedad.  Infiltración.- Ocurre cuando cae el agua de lluvia y esta agua penetra en el suelo.  Escurrimiento pluvial.- Ocurre cuando cae el agua de lluvia y esta se desliza por la superficie del suelo.  Agua capilar.- Es el agua que se infiltra y queda embebida en el suelo en cantidades determinadas por la capacidad de retención de éste.  Agua de gravedad.- Es el agua infiltrada que no retiene el suelo, se llama así porque la fuerza de la gravedad la hace escurrir o filtrarse hacia abajo por poros y grietas.  Transpiración.- Es el proceso por el cual las plantas retornan el agua capilar a la atmósfera.  Evapotranspiración.- Es la combinación de la transpiración y la evaporación.  Manto freático.- Es un estrato impermeable de roca o arcilla densa donde se acumula el agua que ha sido infiltrada y llena todas las cavidades.
  • 2.  Aguas freáticas.- Como su nombre lo indica es el agua que se encuentra en el manto freático.  Nivel freático.- Es la parte superior del manto freático, su límite superior el cual puede variar.  Área de recarga.- Es el lugar donde el agua penetra hacia el acuífero, suele estar a muchas kilómetros del punto en el que el agua sale.  Manantial.-Es una salida del agua freática a la superficie donde el agua fluye en una zona extensa.  Fuente.- Es por donde el agua freática sale como un flujo notable de una abertura reducida. 3.- Emplee los términos que definió en el punto anterior para dar una descripción completa del ciclo del agua incluyendo cada uno de loa tres circuitos. ¿Cuál es la calidad del agua en los distintos puntos del ciclo? Inicialmente el agua que está en la superficie de los ríos lagos, charcos, etc. se evapora debido al calor producido por el sol, éste vapor de agua llega a las nubes donde se condensa debido al cambio de temperatura y luego se producen las precipitaciones y es allí cuando el agua de lluvia toca el suelo y sigue una de las dos vías: escurrimiento pluvial o infiltración; aquí se cumple el circuito de escurrimiento superficial. Luego el agua que se infiltra tiene dos alternativas: quedarse en la superficie como agua capilar y luego retornar a la atmósfera por evaporación o transpiración (aquí se cumpliría el circuito de evapotranspiración); o filtrarse hasta llegar al manto freático. Arrastrada por la gravedad el agua freática avanza por los acuíferos, que son los estratos porosos por donde el agua se mueve, hasta encontrar una salida a la superficie que puede ser un manantial o una fuente; y aquí se cumpliría el circuito de aguas freáticas. En todo momento de este gran ciclo el agua se mantiene pura. 4.- ¿Por qué regiones distintas reciben diferentes cantidades de lluvia? Porque en todas las regiones existen diferente climas y el sol incide en cada una de ellas de diferentes maneras, por ejemplo: Debido a que la radiación solar causa un calentamiento máximo en las regiones ecuatoriales y produce corrientes ascendentes de aire húmedo. Cuando el aire se enfría ocurren precipitaciones intensas en la zona ecuatorial, que sostienen a los bosques tropicales. 5.- Explique la forma en la que los mantos de aguas freáticas, los estanques y las lagunas funcionan como depósitos naturales para moderar el caudal de arroyos y ríos en las temporadas de lluvias y en la de secas. ¿Que efecto tiene la urbanización de los pantanos en la calidad y cantidad del agua? Arrastrada por la gravedad, el agua freática avanza por los acuíferos hasta que encuentra una salida a la superficie, que observamos como manantiales y fuentes. En los manantiales, el agua fluye en una zona extensa; en las fuentes (ojos de agua), sale como un flujo notable de una abertura reducida. Puesto que unos y otros alimentan corrientes, lagos y ríos, el agua freática se une y forma parte de la superficial. Pero las fuentes fluyen solo si la capa freática se encuentra a una altura mayor. Cuando cae por debajo del nivel de la fuente, esta se seca.
  • 3. 6.- ¿Cómo altera el curso del agua la modificación (digamos, por forestación) de la superficie terrestre? ¿Cómo afecta a los arroyos y ríos, a los seres humanos y a la ecología natural? Cuando los bosques se talan o los campos se rozan en demasía, el ciclo normal del agua cambia de la infiltración y la recarga de las aguas freáticas a los escurrimientos pluviales, con lo que el agua de lluvia corre a los ríos y arroyos casi de inmediato. La afluencia repentina de agua a las corrientes fluviales no solo es proclive a causar inundaciones, sino que también trae toda clase de sedimentos y otros contaminantes de las superficies erosionadas. Las secuelas de que el suelo erosionado pase a las corrientes fluviales tienen un alcance aun mayor, pues la pesca se arruina y se reduce la utilidad del agua para otros propósitos. Por otro lado los asentamientos urbanos y suburbanos ofrecen un ejemplo extremo de modificación de la superficie terrestre, pues el suelo poroso es reemplazado con asfalto. 7.- ¿Cuáles son las tres principales categorías del uso del agua? ¿En que punto o puntos se acostumbra extraerla? ¿Cómo se extrae y distribuye? Las tres principales categorías del uso del agua son: 1. modificación de la superficie terrestre. 2. Contaminación. 3. Extracción. El agua se acostumbra extraerla cuando no es suficiente para satisfacer las necesidades de las personas, o también si el agua es lo bastante pura para que no dañe la salud humana o el ambiente. Estos problemas se los ha clasificado en cuantitativos y cualitativos, los cuantitativos atañen a las cuestiones sobre si hay suficiente para satisfacer nuestras necesidades o cuales son las consecuencias de desviarla de un punto del ciclo a otro, mientras que las cualitativas se refieren a temas como si el agua es lo bastante pura para que no dañe la salud humana o el ambiente. El agua se extrae y distribuye de la siguiente manera: el agua para uso municipal es entubada de la represa a una planta de tratamiento, donde se eliminan los agentes patógenos y se retiran los materiales indeseables. Después del tratamiento, el agua se distribuye por el sistema de suministro a hogares, escuelas e industrias. El agua usada, recogida por el sistema de alcantarillado, se lleva a la planta de tratamiento de aguas residuales, donde se prepara para descargarla en una vía natural, muchas veces del mismo río que fue extraída, pero muy lejos corriente abajo. 8.- ¿Cuáles son los indicios de sobregiro de las reservas de agua? ¿Cuáles son las consecuencias humanas, ecológicas, ambientales de sobregirar las aguas superficiales o las aguas freáticas? Los indicios de sobregiro de las reservas de agua son porque se han dado cuenta de que tanto las masas superficiales como las subterráneas se recuperan constantemente, así por lo menos en teoría esta agua representaría un recurso sostenible o renovable pero no es inagotable. Si los seres humanos extraen cantidades que exceden las del flujo natural, habrá escasez. Más aun si el agua se desvía de su curso natural para usos humanos, habrá consecuencias ecológicas. Entonces al desviar y utilizar agua en volúmenes que conducen a insuficiencias u otras secuelas indeseables es sobregirar los recurso hidráulicos.
  • 4. Las consecuencias de sobregirar las aguas superficiales son: Escasez inevitable: Hay años de lluvias y años de secas, y los niveles del agua superficial varían en concordancia. La práctica dice que no es posible tomar más de 30 por ciento del caudal promedio de un río al año sin correr el riesgo de una escasez cada 20 años. Efectos ecológicos: se da en la fauna silvestre que comprende organismos acuáticos y esto incluye casi a todos los seres vivos, resultan afectada los marjales de muchas riberas, que ya no tienen el aporte de los desbordamientos ocasionales, se secan y dan lugar a la extinción de aves acuáticas y de otros animales y plantas que dependen del hábitat. Las consecuencias de sobregirar las aguas freáticas son: Disminución y agotamiento de las capas freáticas: Puesto que el riego consume por mucho la mayor parte de agua dulce, agotar los recursos hidráulicos tendrá a fin de cuentas su mayor efecto en la producción de alimentos. Disminución de las masas superficiales: Por ejemplo en muchos estanques el nivel de las aguas se encuentra al ras del suelo o ligeramente por encima, y acortarlo da por resultado que los estanques se sequen. Hundimiento del suelo: Ya que con el paso del tiempo las aguas freáticas han abierto cavidades en la corteza terrestre. Si están llenas de agua, esta sostiene los estratos rocosos y el suelo; pero si se extrae, falta ese apoyo y llega a suceder un gradual asentamiento de las tierras, lo que se conoce como hundimiento del suelo. Invasión de agua salina: Una disminucion del nivel freático o una extracción demasiado apresurada de aguas subterráneas reduce la presión del manto y permite que el agua salina penetre en el y en los pozos. 9.- ¿Cuáles son las posibilidades relativas de aumentar el suministro de agua o, por lo contrario, reducir la demanda? A pesar de los efectos negativos manifiestos de sobregiro de los recursos hidráulicos, el crecimiento poblacional origina una demanda en ascenso por más agua tanto para riego como para usos municipales. Con todo, los gobiernos continúan construyendo presas y haciendo proyectos hidráulicos cada vez más grandiosos. Sin embargo cada vez la gente reconoce más las inevitables pérdidas que acarrean tales proyectos y los viene considerando inaceptables. Las enconadas polémicas entre ambientalistas y los interesados en la construcción de presas continúan, y no se reducen al mundo industrializado. EL consumo del agua es reducible en 75% o más sin que la gente sufra grandes apuros. Gracias a ltales disminuciones satisfaríamos nuestras necesidades y prevendríamos las del ecosistema y las generaciones venideras. 10.- Explique cómo se reduciría la demanda de agua en la agricultura, la industria y los hogares. Cuando se riega con los sistemas tradicionales de derrama o aspersión, alrededor del 60% del agua se pierde por evaporación, filtración o escurrimiento del agua lluvia. Esta pérdida se eliminaría sí se instalaran equipos de riego por goteo, que son redes de tuberías de plástico con orificios que dejan caer gotas de agua en cada planta, y que
  • 5. desperdician menos del 5% del líquido. Además, tienen la ventaja adicional de que retardan la salificación. Un número de grifos descompuestos y de instalación gratuita de regaderas de chorro reducido y dispositivos de ahorro de agua en los escusados. Asimismo, en algunas zonas secas se vienen adoptando sistemas de reciclado de aguas grises. Las aguas grises, las ligeramente sucias de fregaderos, regaderas, bañeras y lavadoras, se depositan en un tanque colector y se emplean para escusados, riego de césped y lavado de autos. 11.- ¿Cómo altera el curso del agua cambiar un suelo absorbente por uno asfaltado, que no es poroso? ¿Qué se entiende por escurrimientos de agua de lluvia (pluviales)? Cuando se cambia un suelo absorbente por uno asfaltado, cambia también, notablemente, la razón de infiltración y escurrimiento del agua de lluvia; en un suelo absorbente el agua de lluvia queda en la superficie y poco a poco ese suelo absorbente va tomando el agua que ha caído, de esta manera el suelo retiene el agua y la va filtrando; mientras que en un suelo asfaltado, el agua corre más rápido y no logra concentrarse, por lo que el agua no es retenida. Al mismo tiempo, este cambio altera el resto del ciclo del agua y este problema es bastante agudo cuando la urbanización elimina el mantillo poroso y humidificable a cambio de asfalto. Los escurrimientos pluviales hacen referencia a la descarga del agua de lluvia por desagües ya sean construidos o aquellos que logran aparecer por erosión. Está bien documentado el aumento en los caudales durante las lluvias originado por la afluencia repentina de escurrimientos, lo mismo que merma entre las temporadas de lluvia porque los manantiales se han secado a causa de la poca recuperación de las aguas subterráneas. Las riadas causadas por el aumento de los escurrimientos pluviales tiene además otros efectos como Inundaciones, erosión de las riberas y aumento de la contaminación. Visítanos y encuentra más información CIB