Aspectos fisicoquimicos de los cuerpos de agua

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El funcionamiento hidrosférico o ciclo hidrológico fue descubierto en el siglo 17, por dos investigadores franceses: Pierre Perrault y Edmè Mariotté y constituye el punto de partida de la hidrología como ciencia. A continuación, los principales momentos de la circulación del agua en la tierra, precipitación, evaporación y escorrentía, desglosados:

-Precipitación. Es uno de los componentes primarios del ciclo y constituye la variable de entrada de todo sistema hidrológico. Se define como la caída de agua al estado líquido (lluvia) o sólido (nieve). La precipitación es un fenómeno discontinuo y sumamente variable en el espacio y en el tiempo.

-Evaporación (E). Es la transformación del agua líquida en vapor. El principal responsable de la evaporación, es la energía solar. La evaporación junto con la transpiración con variables de significativa importancia hidrológica, siendo frecuentes en muchas partes del mundo valores entre el 60 y 90% de la lluvia.

-Transpiración (Tr). Proceso físico – biológico por el que el agua líquida se vaporiza por acción del metabolismo de las plantas. El agua del suelo penetra por los pelos absorbentes de las raíces debido al proceso de ósmosis y llega a los vasos del tallo. La transpiración, que se produce por los estomas de las hojas, genera la succión necesaria para que el agua ascienda.

-Evapotranspiración (Evt). Los dos procesos mencionados previamente, rara vez se producen aislados por ello, en hidrología generalmente se los trata en forma conjunta. La Evt, sólo se produce cuando el suelo tiene cobertura vegetal, de lo contrario, sólo se producirá evaporación. La Evt depende de dos factores esenciales a) el grado de humedad del suelo b) el tipo y desarrollo vegetal; además también tienen influencia la temperatura, la humedad relativa y la radiación.

-Infiltración (I). Es el proceso por el cual el agua pasa de la superficie al subsuelo, generando recarga en los acuíferos.

-Escurrimiento superficial o escorrentía (Es). El agua de lluvia que no se evapotranspira, escurre superficialmente, llegando a los cursos por cuatro vías diferentes: superficialmente, subterráneamente (escurrimiento subterráneo) subsuperficialmente (escurrimiento hipodérmico) y directamente (precipitación sobre los cursos) (Auge, 2007).

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- Hable de la dinámica química que se sucede en los cuerpos de agua

Los tres tipos de procesos químicos más importantes que tienen lugar en el agua son: reacciones ácido-base (o de neutralización), reacciones de oxidación-reducción (redox) y reacciones de precipitación, esta última enmarcada dentro de un concepto más amplio: la solubilidad. Las reacciones ácido-base y de precipitación controlan el contenido de iones inorgánicos en el agua, mientras que las reacciones redox controlan el tipo de iones y, sobre todo, el contenido y características de la materia orgánica presente. Así, el pH y el contenido de los iones principales de un agua natural vienen casi determinados por la solubilización del CO2 en agua y el lavado de los carbonatos de las rocas.

-El oxígeno disuelto es el más importante agente oxidante del agua natural. La concentración de oxígeno disuelto en agua es bastante pequeña a causa de su baja solubilidad. La sustancia más común presente en un agua que puede ser oxidada por el oxígeno es la materia orgánica de origen biológico, como la materia vegetal y los residuos de animales.

-La materia orgánica disuelta en agua puede descomponerse en condiciones anaerobias (sin oxígeno) si están presentes las bacterias apropiadas. Las condiciones de ausencia de oxígeno tienen lugar de forma natural en aguas estancadas, y en la parte inferior de lagos profundos. Las bacterias actúan sobre el carbono a través de una reacción especial denominada reacción de desproporción. Se dice que un compuesto sufre una reacción de desproporción (se desproporciona) cuando se descompone de tal manera que una parte se oxida y otra se reduce. Es un caso especial de reacciones redox. El oxígeno se difunde mal en aguas completamente quietas, pero suele ayudar el viento, además de un aporte extra de oxígeno proveniente de plantas acuáticas verdes y algas. De día, y debido a la fotosíntesis, en las capas más próximas a la superficie, se produce una pérdida de oxígeno hacia la atmósfera ya que se supera la saturación de oxígeno, en las profundidades el oxígeno disminuye debido a las bacterias, animales y materia orgánica sedimentada; de noche se produce un paso limitado de oxígeno desde la atmósfera al agua y es consumido por la respiración y las bacterias.

- En algunas aguas naturales, el nitrógeno se encuentra en formas orgánicas e inorgánicas, las cuales representan determinados problemas en relación a la salud humana. Los procesos de nitrificación y desnitrificación catalizados por microorganismos son tremendamente importantes en la ausencia/presencia y en la cantidad de cada una de estas especies. Por ejemplo, la mayoría de las plantas pueden absorber el nitrógeno en su forma más oxidada (nitrato), por lo que el amonio usado como fertilizante ha de oxidarse previamente por medio de microorganismos antes de ser útil a las plantas.

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- Hable de los ciclos biogeoquímicos: oxigeno, gas carbónico, N, P y S. Fuente, formas de circulación y como se determina en el laboratorio.

El ciclo de los nutrientes inorgánicos pasa a través de varios organismos, además entran a la atmósfera, agua e inclusive a las rocas. Así, estos ciclos químicos pasan también por los biológicos y los geológicos, por lo cual se los denomina ciclos bio-geo-químicos.

-Ciclo del oxígeno: E ciclo del Carbono también describe el ciclo del Oxígeno, ya que estos átomos están frecuentemente combinados. El Oxígeno está presente en el dióxido de carbono, en los carbohidratos y en el agua, como una molécula con dos átomos de hidrógeno. El oxígeno es liberado a la atmósfera por los autótrofos durante la fotosíntesis y tomado por autótrofos y heterótrofos durante la respiración. De hecho, todo el oxígeno de la atmósfera es biogénico; esto significa que fue liberado desde el agua mediante la fotosíntesis de los organismos autótrofos. Les tomó cerca de 2 mil millones de años a los autótrofos (principalmente cianobacterias) para liberar el 21 % de oxígeno de la atmósfera actual; lo que le abrió la puerta a organismos complejos como los animales multicelulares, que necesitan de grandes cantidades de oxígeno para vivir.