u.4.Hidrosfera Apuntes

7/30/2019 u.4.Hidrosfera Apuntes

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1 ESO. Ciencias Naturales U.4. LA HIDROSFERA

Hugo P.C. 1

0. INTRODUCCINEL ORIGEN DEL AGUA EN LA TIERRA. EL AGUA EN OTROS PLANETAS.

Se sabe que el planeta Tierra se form hace 4.500 millones de aos. La teora ms aceptada acerca delorigen de la Tierra es la de losplanetesimales. En su origen, la temperatura de la Tierra era muy alta ycon numerosos impactos de meteoritos y otros cuerpos celestes, tambin se producan en su superficiemuchas explosiones y erupciones volcnicas que expulsaron a la atmsfera, entre otras cosas, Vapor deAgua, vamos el mejor sitio para vivir no?

Posteriormente la Tierra primitiva se fue enfriando, esto permiti que el vapor de agua presente en laatmsfera primitiva se condensara y se produjeran las primeras lluvias, lo que dio lugar a la formacinde los ocanos. Todo esto se supone que ocurri hace aproximadamente 4.000 millones de aos. Ahorase sabe que la Tierra es el nico planeta que presenta agua en estado lquido.

Pero no es el nico planeta del Sistema Solar en el que se ha detectado presencia de agua. En lasiguiente tabla resumimos los datos de los que disponemos en la actualidad sobre la presencia de aguaen otros planetas y el por qu de su existencia

La Tierra es el nico planeta del sistema solar que tiene agua lquida. Y adems la tiene en grancantidad; casi partes de su superficie. Otros planetas tambin tienen agua, pero en Venus hace tantocalor que todo el agua est en forma de vapor y en Marte hace tanto fro que solo hay hielo.

PlanetaDistancia al

SolTemperatura en la

superficieEstado fsico

del agua

Venus110 millones

de Km.500 C de media Vapor de agua

Tierra150 millones

de Km.18 C de media

En los tresestados

Marte230 millones

de Km. - 50 C de media Hielo


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Si recuerdas al comienzo del curso, la Tierra cuando se form tena una gran actividad volcnica. Losvolcanes arrojaron grandes cantidades de vapor de agua a la atmsfera.Cuando se enfri, ese vapor se condens y se formarn los ocanos. En principio eran dulces sin sal,pero con el tiempo se fueron volviendo ms salados hasta llegar a la actualidad.

La sal de los ocanos y mares procede de los ros, que llevan sal disuelta al mar. El agua se evapora, y lasal se va concentrando ms y ms en los mares.En la atmsfera primitiva se formaron molculas biolgicas, por accn del calor de los volcanes o lasdescargas elctricas de las tormentas. Esas molculas formadas en la atmsfera caan con la lluvia y seconcentraban en los mares primitivos. Y fue en esos mares donde, de repente, por la accin de las leyesde la fsica y la qumica, apareci la vida.

Los primeros pasos de este proceso se han reproducido en el laboratorio (T de Alexander Oparin). En ellaboratorio se han podido reproducir las primeras etapas de la aparicin de vida sobre la Tierra.En lahidrosfera no slo se origin la vida hace millones de aos, sino que es indispensable, hoy da, para lavida. El hombre es ms de un 60% agua, pero en algunos animales puede llegar al 90%.

La vida se basa en reacciones qumicas. stas permiten que los msculos se contraigan, los ojos percibanla luz, que el cabello crezca Todas las reacciones se procuen en el agua, que forma parte de los seres

vivos.

1. EL ORIGEN DEL AGUAPodemos hablar de:

Origen volcnico: los volcanes emiten vapor de agua mezclado con magma. Durante el nacimientode la Tierra haba una gran actividad volcnica (ver dibujo).

Origen interestelar: los cometas estn formados casi en su totalidad por hielo. Al parecer centenaresde cometas penetran cada da en la atmsfera terrestre y se funden al entrar en contacto con ella.

A medida que la Tierra fue enfrindose, el vapor de agua liberado se condens y cay en forma de lluviagracias a la fuerza de la gravedad, formando los ocanos primitivos.

La Tierra es el nico planeta del Sistema solar cuya temperatura (la temperatura media superficial es de 15)permite que el agua se encuentre en los tres estados (slido, lquido y gaseoso). Esto permite que los seresvivos (personas, animales y plantas) puedan beber y vivir, y as se hayan podido desarrollar.

2. EL AGUA UNA SUSTANCIA ASOMBROSA


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La molcula de agua (H2O) est formado por 2 tomos de hidrgeno y 1 tomo del elemento oxgeno.

Vamos a estudiar las caractersticas ms importantes del agua, sus consecuencias y algn experimento

que lo demuestre.

2.1. Dilatacin anmala del aguaNormalmente los lquidos:

-Al calentarse se dilatan y disminuyen de densidad.-Al enfriarse se contraen y aumentan su densidad.-EL AGUA NO se comporta as. Cuando el agua se congela, sus molculas se ordenan formando

hexgonos, dejando huecos entre ellas. Por tanto al solidifiarse, aumenta su volumen y su densidad

por tanto disminuye. (d=m/V)

Consecuencia: en las zonas polares y de alta montaa, el hielo flota y permite la vida debajo de l.

Si no fuera as, las masas de agua se helaran desde el fondo hasta transformarse en una masa de

hielo. Experimento: pgina 107 libro.

2.2.Disolvente universalConsecuencias:

a) La sangre distribuye nutrientes a todo el cuerpo y recoge las sustancias de desecho.b) Algunas sustancias txicas se expulsan disueltas a travs de la orina.c) La plantas absorben sales minerales disueltas en agua a travs de las races.d) Muchos seres vivos acuticos no podran respirar si el agua de los ros, mares y lagos no tuvieranoxgeno disuelto.Para un ser vivo, la prdida de un 20% de agua corporal puede significar la muerte.

2.3. Salinidad del agua

2.4.Propiedades trmicas del aguaLos cambios de estado del agua (s-l-g) se producen en un intervalo de temperatura que son muy

normales en la superficie de la Tierra (entre 0 C y 100 C).

- Elevado calor especfico

- Elevada temperatura de ebullicin (100 C)

- Temperatura de fusin (0C)

Consecuencias:a) La sudoracin es un mecanismo que permite regular la temperatura corporal. (Cuando sudamos,expulsamosagua, que al evaporarse, nos refresca. Para que el agua del sudor se evapore, necesita

calor que absorbe de nuestro cuerpo, enfrindolo y evitndo que la temperatura del cuerpo

aumente demasiado).

3. El AGUA EN LA TIERRA3.1.La molcula de aguaEl agua es un compuesto qumico formado por Hidrgeno (smbolo qumico H) y Oxgeno (smbolo

qumico O), recuerdas su frmula qumica?.


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La molcula de agua presenta 2 polos o zonas con diferente carga elctrica, razn por la cual se dice quees una molcula polar. La atraccin entre la zona positiva de una molcula y la zona negativa de otra esla responsable de la unin de las molculas de agua entre s.

Siempre se ha dicho que: "el agua es incolora, inodora e inspida", podras explicar que significan estos

trminos? Se puede encontrar en los tres estados fsicos de la materia:

3.2.La hidrosferaSegn el diccionario de la Real Academia de las Ciencias Exactas, Fsicas y Naturales, la hidrosfera se

define como "el conjunto de las aguas que cubren parte de la superficie terrestre, la zona externa delplaneta en la que existe agua en forma gaseosa, lquida o slida (superficial o subterrnea)".

Se trata de una capa difusa, no muy definida, ya que el agua se encuentra tanto en estado lquido , comoslido en los polos y las montaas, y en forma de vapor en la atmsferaLa hidrosfera ocupa cerca de lastres cuartas partes de la superficie de la Tierra. El grosor de esta capa vara desde unos centmetros enun charco hasta cerca de 11 Km. en las fosas ocenicas.

Debemos diferenciar entre agua dulce y salada ya que solo la dulce nos resulta aprovechable. De estaagua dulce la mayor parte se encuentra en estado slido en los polos o es agua subterrnea. El aguadulce en estado lquido no llega al 1% del total.

3.3.Distribucin de agua en la Tierra.

Estado slidohielo en los polos.

glaciares

cumbres montaosas

El paso del estado lquido al estado slido se denomina solidificacin yocurre cuando la temperatura desciende a 0 C

Estado lquido

ros

lagos

lluvia

El paso del estado slido al lquido se denomina fusin, el agua seencuentra en estado liquido entre los los 3 - 4 C y los 90 - 95 C,dependiendo de las sustancias que lleve en disolucin.

Estado gaseoso:

vapor de aguagiseres

El paso del estado lquido al estado gaseoso se denomina ebullicin oevaporacin y se produce cuando el agua alcanza los 100 C. El proceso

contrario, paso de gaseoso a lquido, se denomina condensacin. el aguaen estado gaseosos puede pasar, en condicione muy especiales,directamente a estado slido y al proceso se le denomina sublimacin.

La superficie del planeta est cubierta de agua en sus siete dcimas partes. De la cantidad total de agua,alrededor de un 97 % corresponde a mares y ocanos, slo el 3 % es agua dulce. De este agua dulce unaparte importante (85%) forma parte de los polos y glaciares, un 14% es agua subterrnea y tan slo un 1%(que representa un 0,003% del total) es agua dulce, fcilmente disponible para su utilizacin.

4. EL CICLO DEL AGUALa cantidad total de agua que hay en la Tierra no vara, pero continuamente est cambiando de lugar y deestado. El ciclo del agua es el conjunto de procesos mediante los cuales el agua circula describiendo unrecorrido cclico desde la atmsfera hasta la superficie terrestre y de nuevo a la atmsfera.


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Los procesos que intervienen en el ciclo del agua son los siguientes:

a) Evaporacin: el Sol evapora el agua de la Tierra y los ocanos.b) Transpiracin: las plantas liberan vapor de agua a la atmsfera.c) Condensacin: el aire cargado de humedad (vapor de agua), al subir y enfriarse, se condensa y origina

las nubes.d) Precipitacin: el agua regresa a la superficie por medio de las precipitaciones que pueden caer enforma de lluvia, nieve o granizo, completando de este modo el ciclo.

5. EL AGUA DE MARUna disolucin es una mezcla homognea (uniforme) formada por uno o varios solutos y un disolvente. Elagua marina es una disolucin compuesta por:

a) Agua.

b) Sales en forma de iones: la sal + abundante es el cloruro sdico (NaCl) que se ncuentra disuelta.Cl > Na > sulfato > Mg > Ca > KSalinidad = g de NaCl / litro de agua

- S. media.. 35 g sal / litro- S. mxima.. 226 g sal / litro

6. EL AGUA EN LOS CONTINENTES6.1. Tipos de aguas continentales:

Slo el 3% del agua del planeta es dulce y se encuentra en los continentes:

a) Glaciares: 79%. Est en forma de hielo. Hay 2 tipos de glaciares:a. G. de valle (alpinos): en zonas de alta montaa con nieve perpeta (todo el ao).


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b. G. de casquete polar: acumulaciones de hielo que cubren grandes extensiones de tierra (ej.Groenlandia, Antrtida). Si se fragmenta se forman iceberg.

b) Aguas subterrneas: 20%. Parte del agua del deshielo y las lluvias se infiltra en el terreno y seacumula al encontrar una capa de rocas impermeables formando depsitos llamados acuferos.

c) Lagos y lagunas: 0.7%. Formados por las aguas que se acumulan en las depresiones del terreno. Loslagos son de mayores que las lagunas.

d) Ros y torrentes: 0,3%. El agua dulce que fluye por la superficie lo puede hacer de diferentes formas.a. Sin cauce fijo: torrentesb. Con cauce fijo: caudal fijo (ro) o caudal estacional (torrentes).

6.2. Tipos de agua dulce.

Llamamos agua dulce a la que contiene como mximo 1 g/L de sales disueltas. Si la concentracin oscila

entre 1-5 g/L tenemos aguas salobres.Los iones ms comunes en las aguas dulces son: Ca, Mg, Na , HCO3 y SO4.Segn la concentracin de iones Ca y Mg, las aguas dulces se clasifican en:a) Aguas duras: contiene elevadas concentraciones de Ca y Mg. (HACER REFERENCIA A LAS AGUAS SANCLEMENTE).b) Aguas blandas: son aquellas a las que se le han eliminado estos iones.

7. EL AGUA QUE CONSUMIMOSEl agua dulce que consumimos procede de la superficie (lagos y ros) o del subsuelo (aguas subterrneas).

Para aprovecharla el hombre ha ideado diferentes sistemas:a) Embalses: retienen el agua de los ros y permiten acumularla en grandes cantidades.b) Plantas desalinizadoras: principalmente en zonas costeras, eliminan el exceso de sal.c) Pozos: por medio de ellos se extraen las aguas subterrneas.

La calidad que debe tener el agua depende deluso al que se destine:

a) agrcola y ganadero: para el regado y la ganadera.b) domstico: beber, cocinar, limpiar, aseo personal.c) comercial e industrial: para instalaciones comerciales e industrias.

El agua durante su recorrido por la superficie terrestre se va cargando de sustancias que pueden resultarperjudiciales para la salud de personas y animales. Por ello es necesario que antes de consumirla haya quecomprobar su composicin.

Potabilizacin: proceso mediante el cual se retiran las impurezas y se eliminan los grmenes antes deconsumirla

Depuracin: es algo distinto ya que aqu se tratan las aguas residuales urbanas en plantasdepuradoras para reutilizarlas para riego o para verterlas al ro o mar sin que contaminen.

8. AGUA Y SALUDEl agua es imprescindible para todos los seres vivos. Un ser humano precisa unos dos litros de agua diariospara evitar la deshidratacin. El agua apta para el consumo humano se denomina agua potable. Se trata de

agua exenta de microorganismos patgenos (protozous, bacterias y virus), de sustancias txicas (plomo,mercurio, cadmio, abonos, insecticidas, etc.) y que su salinidad no sobrepase los lmites establecidos por lasautoridades sanitarias.


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Se calcula que actualmente mueren en todo el mundo cerca de 15 millones de nios como consecuencia deenfermedades causadas por el consumo de agua contaminada.

9. LA CONTAMINACIN DEL AGUALa contaminacin del agua se define como la alteracin de su calidad natural, debida en parte o por

completo a la accin humana, que no la hace adecuada para el uso al que se destina.

Hay tres tipos de contaminantes:

Qumicos. Los principales son: abonos, insecticidas, herbicidas, detergentes, plsticos, derivados delpetrleo como combustibles y disolventes orgnicos, aceites y metales pesados.

Biolgicos. Los principales son: heces fecales y excreciones de animales y humanos, restos dealimentos y todos los microorganismos patgenos que se alimentan de ellos.

Fsicos. Los principales son: fragmentos y polvo de rocas, calor y radiaciones nucleares

Igual que contaminamos, hemos inventado, sistemas para depurarlas aguas. El propio ciclo hidrolgico sirvepara depurar y limpiar las aguas, autodepuracin, pero su accin es lenta. Adems hay productos que nopodran depurarse de esta manera. Como alternativa, la especie humana ha inventado otro sistema: lasdepuradoras.

DEPURACIN DEL AGUA

El proceso de depuracin consta de las siguientes fases:

El filtrado : En la planta depuradora, las aguas residuales pasanpor un filtro o enrejado metlico que impide el paso de restos,basura y objetos de gran tamao. Los guijarros y la arena quetransportan las aguas residuales se depositan en coladerosespeciales y despus se extraen

Sedimentacin: A continuacin se dejan reposar las aguasresiduales en un tanque enorme. De este modo, el materialslido se deposita en el fondo del tanque, formando lodo.

Tratamiento biolgico: El lodo pasa entonces a un tanque de descomposicin, en cuyo interior haybacterias que se alimentan del lodo y liberan un gas llamado metano. Las aguas residuales conducen a loslechos de filtrado.

Produccin de biogas y abonos : El metano que se obtiene del lodo se utiliza como combustible para herviragua. El vapor procedente de la ebullicin del agua impulsa las bombas de la planta depuradora de aguasresiduales. El lodo limpio procedente del tanque de descomposicin se puede utilizar como abono.

Nueva sedimentacin : El lquido que queda se extrae por medio de bombas y se enva a los lechos defiltrado, donde unos brazos giratorios pulverizan las aguas residuales sobre los lechos de filtrado,

compuestos por varias capas de grava cubierta de cieno

10. DEBEMOS AHORRAR AGUA


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En Espaa se destina a la agricultura el 80% del agua disponible pero se pierde el 30 % de sta altransportarla de un lugar a otro. Adems una persona consume alrededor de unos 200 litros al da ya quederrochamos mucha agua.Por este motivo hay que plantearse una serie de medidas para ahorrar agua.

1. Coloca dos botellas llenas dentro de la cisterna y ahorrars de 2 a 4 litros cada vez que la uses. Noemplees el inodoro como papelera

2. Cierra el grifo al lavarte los dientes o afeitarte, puedes ahorrar hasta 10 l.3. Dchate en vez de baarte, ahorrars 150 l.4. Arregla con urgencia las averas de grifos y caeras. Un grifo que gotea pierde 30 l. diarios5. Riega al anochecer para evitar prdidas por evaporacin las plantas te lo agradecern !6. Llena la lavadora y el lavavajillas, es donde ms agua se gasta.7. Escoge plantas autctonas para tu jardn y tiestos, consumen menos agua y dan mucho menos

trabajo que las plantas exticas8. Coloca difusores y dems mecanismos de ahorro en los grifos, aprovechars mejor el agua

reduciendo su consumo

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