viernes, 12 de febrero de 2016

DEBATE EN TORNO A LOS RECURSOS HÍDRICOS (I): ¿EN QUÉ UTILIZAMOS EL AGUA?


El consumo medio de agua de los hogares españoles se sitúa en 137 litros por habitante y día (2014), un 3,5% menos que en 2011. Por tanto, con el agua gastada en producir una hamburguesa, un español tendría agua en su casa para 18 días.
Si la acompañamos de una lata de coca cola de 250 mL, hay que añadirle los 50L que se han utilizado en fabricar la coca-cola (según la empresa, 1L de refresco gata 1L de agua: Coca-cola y el agua; la diferencia con el dato anterior se puede deber al agua utilizada para producir los otros componentes de la coca-cola, principalmente el azúcar)más los utilizados en fabricar la lata. Si se utiliza coca-cola embotellada o, mejor, a granel, el consumo de agua baja mucho.
Componente secreto de la coca-cola (desmentido por la compañía): Merchadise 7X:







PROGRAMA PARA UN CONSUMO REDUCIDO DE AGUA:
1. Bebida. 1,5.
2. Cocinado: 6 (comer más alimentos vegetales crudos).
3. Lavarse las manos: 1,5.
4. Lavarse los dientes (cerrrando el grifo): 1,5.
5. Afeitarse (cerrando el grifo): 3.
6. Ducharse (rápido): 35.
7. Descarga de cisterna (con botones separados):6.
8. Lavavajillas (programas eficientes): 18.
9. Limpiar la casa: 15.
10. Lavar la ropa: 60.
TOTAL: 147,5L. Habría que reducir aun más el agua utilizada en lavar la ropa. Reduciéndola en un tercio, se podría llegar a un consumo diario por persona de 130L. Reducirlo más es casi imposible.

¿Cuál es tu huella hídrica? ¿Qué es el agua virtual o consumo de agua oculto? El que no vemos, el que consumimos indirectamente:


Calculadora: calcula tu huella hídrica. Ejemplo (con datos del profesor): 786 m3 anuales, de los cuales, 473 se deben a los alimentos, 254 a los productos fabricados y 59 al gasto directo, personal o doméstico, cifra ésta que corresponde a 166L diarios.
¿Qué quiere decir que un país importa o exporta agua virtual? Nombra dos países exportadores y dos importadores de agua virtual.


¿Cómo repercute nuestro consumo en los ecosistemas?
Comenta la siguiente frase: "La gestión del agua debe contemplar al medio ambiente como otro importante usuario. Los ecosistemas terrestres y acuáticos prestan importantes servicios a la sociedad".

De acuerdo a la Evaluación del Milenio, los servicios ecosistémicos se pueden clasificar de la siguiente manera : Aquellos que proveen bienes, como es la provisión de alimento, agua y madera. Servicios de regulación, como regulación del clima, inundaciones, enfermedades o asimilación de desechos. Servicios de soporte como es la formación del suelo, la fotosíntesis y el ciclo de nutrientes. Fuente: Protegiendo el agua y sus servicios ecosistemicos. Los ecosistemas acuáticos proporcionan una riqueza paisajística y biológica, asegurando además un suministro adecuado de agua de calidad.


En relación con el agua: Argumenta ¿es ambientalmente sostenible seguir con un estilo de vida como el actual: desechando los electrónicos en cuanto sale uno nuevo, alimentarnos básicamente a partir de productos animales, comprar continuamente cosas que no son necesarias, como ropa, ...?



jueves, 11 de febrero de 2016

RIESGOS DERIVADOS DE LA DINÁMICA HIDROSFÉRICA: EL NIÑO Y LA NIÑA



 Fuente: De NASA - http://celebrating200years.noaa.gov/magazine/enso/el_nino.html, Dominio público, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=13282890

Mapa animado de las temperaturas anómalas del Pacífico ecuatorial. Un evento fuerte de El Niño va desde mayo de 1997 a mayo de 1998, seguido por un evento medio de La Niña que inicia en julio de 1998.

El Niño-Oscilación del SurENOS o ENSO (ingles), es un patrón climático que consiste en la oscilación de los parámetros meteorológicos delPacífico ecuatorial cada cierto número de años. Presenta dos fases opuestas, una de calentamiento y lluvias en el Pacífico oriental conocido como el fenómeno de El Niño y la otra fase de enfriamiento llamada La Niña. Esta oscilación de la temperatura es oceánica y atmosférica, y está a su vez relacionada con el fenómeno atmosférico denominado Oscilación del Sur, el cual consiste en una oscilación de la presión atmosférica en el Pacífico occidental (Australia, Nueva Guinea, Filipinas). La relación o acoplamiento entre estos fenómenos trae grandes consecuencias climáticas en gran parte del mundo.
La elevación de la presión en el Pacífico occidental fue luego relacionada con el calentamiento de las aguas del este del Pacífico (evento El Niño), la presión atmosférica sube en el oeste del Pacífico y cae en el este. Esta caída de presión es acompañada por un debilitamiento de los vientos del este. 
Actividad 18: ¿Cuándo será el nivel del mar más alto en las costas chilenas, en El Niño o en La Niña?


En La Niña (en la imagen) baja el nivel del mar en la costa chilena y peruana por la alta presión atmosférica y porque el agua se mueve hacia el oeste. En El Niño, ocurre lo contrario.

La fuerza de la Oscilación del Sur se mide por el Índice de Oscilación Sur (SOI), que son las diferencias de presiones atmosféricas de superficie normalizadas entre Tahití (Polinesia Francesa) y Darwin (Norte de Australia) en el Pacífico central. La ventaja de la medición entre estas localidades está en que se cuenta con un registro completo desde 1876 hasta la fecha:

Cálculo del índice SOI desde 1876 hasta 2016: los años en rojo (valores negativos) representan fenómenos de El Niño, tanto más fuertes cuanto más desviados de la media; en Azul, La Niña. Cuando viene El Niño, la presión atmosférica es mayor en Australia que en el Pacífico central y oriental, por lo que la diferencia tiene valores negativos.
Se calcula:
SOI= 10 \cdot \dfrac {P_{dif}-P_{difv}}{SD(P_{dif})}

donde:
  • P_{dif} = (promedio en Tahiti MSLP de un mes) - (promedio en Darwin MSLP de un mes),
  • P_{difav} = promedio de largo término del "P dif" para el mes en cuestión, y
  • SD(P dif) = desviación estándar de largo término de "P dif" para el mes en cuestión.
Se multiplica por 10 por convención. Usando esa convención, los rangos de SOI van entre –35 a +35, y el valor del SOI puede anotarse como un número entero.
1982-831983-84
1984-85
1986-881988-89
1990-93
1994-951995-96
1997-981998-99
Esos valores negativos usualmente se acompañan de:
  • un calentamiento sostenido en el océano Pacífico tropical central y del este.
  • una disminución en la potencia de los vientos del Pacífico.
  • una reducción en lluvias en el este y norte de Australia.
Fueron fuertes episodios de El Niño (intercalados por fuertes episodios de La Niña) en 1982 y 1997. Particularmente en Colombia surgió una crisis energética por El Niño de 1992 que obligó a un arduo racionamiento de energía: El Niño se produce cuando aguas cálidas que se origina cerca de Australia entra a las costas sudamericanas. Se presentan cambios en las especies marinas y se producen epidemias, sequías o inundaciones. El fenómeno se presenta en promedio una vez por década, pero el efecto puede perdurar por años. En Colombia, especialmente en la región Caribe y Andina, al contrario que en la mayor parte de Sudamérica, el fenómeno ocasiona sequía y en 1992 coincidió con los problemas de infraestructura del sector hidroeléctrico.
Los valores positivos del SOI se asocian con vientos fuertes del Pacífico y un calentamiento del mar al norte de Australia, popularmente llamado La Niña. Esos valores positivos se acompañan generalmente del:
  • enfriamiento de las aguas del océano Pacífico tropical central y del este.
  • incremento de la probabilidad de que el este y el norte de Australia sean más lluviosos de lo normal.
  • Consecuencias de El Niño en diferentes regiones del mundo:
  • Las consecuencias de este fenómeno climático lleva a regiones  de América del Sur a:
    • Alteración de los efectos de la corriente de Humboldt.
    • Pérdidas pesqueras en ciertas especies e incremento en otras.
    • Intensa formación de nubes generadas en la zona de convergencia intertropical.
    • Periodos muy húmedos.
    • Baja presión atmosférica.
    • Generación de huaicos (flujos detríticos gravitacionales andinos).
    • Pérdidas agrícolas.
    • La corriente de Humboldt, también llamada corriente del Perú o corriente peruana, es una corriente oceánica originada por el ascenso de aguas profundas y, por lo tanto, muy frías, que se produce en las costas occidentales de América del Sur. Fue descrita por el naturalista alemán Alexander von Humboldt en su obra Viaje a las regiones equinocciales del Nuevo Continente (París, 1807):
    • En Colombia produce sequía pero el sur de Brasil y norte de Argentina experimentan un clima más húmedo que en condiciones normales, sobre todo durante el verano.14 La región central de Chile recibe el invierno con gran lluvia y el altiplano peruano-boliviano a veces es expuesto a eventos de nevadas de invierno inusuales. En ParaguayUruguay, Argentina y Brasil se presentan intensas lluvias que provocan inundaciones que afecta a las personas y los cultivos de trigo y cebada
    • Fuente: Dominio público, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=3842435
    • En el Sureste asiático:
      • Lluvias escasas.
      • Enfriamiento del océano.
      • Baja formación de nubes.
      • Periodos muy secos.
      • Alta presión atmosférica.
      • Escasez de alimentos marinos.
      • Cultivos arruinados.
      • Escasez de agua en los ríos.
      • El Niño y el Cambio climático:
      • los nuevos modelos publicados en la revista Nature en 2014 indicaron que el calentamiento global no mitigado afectaría particularmente las aguas superficiales del Pacífico Oriental ecuatorial y duplica la ocurrencia de Los Niños extremos.
      • ¿AFECTA EL NIÑO A EUROPA Y A LA PENÍNSULA IBÉRICA?
      • "Sequías extremas, grandes inundaciones y violentos huracanes. La mayoría de los científicos señala que en los próximos meses el clima se volverá loco. Como consecuencia, grandes áreas del planeta, entre las que podría incluirse España, sufrirán unas alteraciones devastadoras. El origen de todo ello no es otra cosa que el calentamiento anormal que, durante el pasado verano, se ha detectado en El Niño, una corriente de aguas cálidas que recorre el Pacífico ecuatorial." Fuente: elmundo.es: UN NIÑO TERRIBLE ¿Fecha?
      • "Tuvo efectos en el continente europeo El Niño de 1997-98, considerado el peor de la historia junto al de 1982-83. Sin embargo, La influencia del fenómeno climático de El Niño 2015-2016, que amenaza con ser uno de los más graves desde los 80, será prácticamente nulo en España, donde sí será importante el impacto de la Oscilación del Atlántico Norte (NAO, siglas en inglés) y que quizá origine un próximo invierno de muchas lluvias y nevadas." Fuente: Efeverde: "España no teme a El Niño", 11 de noviembre de 2015.
         
El NiñoLa Niña
1999-2000
2000-2001
2002-03
2004-052005-06
2006-072007-08
2008-09
2009-102010-11
2011-12
2014-16
Leyenda
El Niño:LeveMedioFuerteMuy intenso (meganiño)
La Niña:
LeveMedioFuerte


miércoles, 10 de febrero de 2016

U12: CICLOS BIOGEOQUÍMICOS Y EVOLUCIÓN DE LOS ECOSISTEMAS



8 de marzo: Ciclos biogeoquímicos: O y C.
9 de marzo: Ciclos del N, S y P.
10 de marzo: Medios anóxicos, oxigenados y eutróficos.
11 de marzo. Sucesión, clímax, regresión y sucesión secundaria.

CORRECCIÓN DE IMPACTOS DERIVADOS DE LA SOBREEXPLOTACIÓN Y DE LA CONTAMINACIÓN

<ul>Impacto ambiental sobre la Hidrosfera </ul><ul>http://sinac.msc.es/ </ul><ul>4. Detección de la contaminación hídrica ...
Ejemplo: RECUPERACIÓN DE LAS TABLAS DE DAIMIEL: El Parque Nacional de las Tablas de Daimiel se encuentra situado en los términos municipales de Daimiel y Villarrubia de los Ojos, en la provincia de Ciudad Real, Castilla-La Mancha. Además de la figura de protección de Parque Nacional, la máxima que otorga el Gobierno de España, Las Tablas están incluidas también en la lista de humedales de especial importancia en el Convenio Internacional Ramsar. Asimismo, es una ZEPA (Zona de Especial Protección para las Aves) y una reserva de la biosfera. 


El Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino reconoce la “grave situación” del parque por la sobreexplotación de los recursos hídricos. Pero existen evidencias de que el equilibrio natural del parque se ha roto. Por ello, el Consejo Científico de la Unesco retiró cautelarmente la categoría de reserva de la biosfera en junio de 2008 hasta 2015, dando un periodo de tres años para su posible recuperación. 


La Confederación Hidrográfica del Guadiana, dependiente del Ministerio de Medio Ambiente, planea encharcar artificialmente el parque nacional de Las Tablas de Daimiel con agua residual depurada de los pueblos de alrededor. Fuente: vida sostenible.org.
El Ministerio de Medio Ambiente reconoce la existencia de una degradación del entorno debido a una sobreexplotación de los recursos hídricos (de hecho, se transformaron cien mil hectáreas de secano en regadío en las últimas décadas), lo que "fue provocando un desembalse importante del acuífero (acuífero Sistema 23) que se tradujo en un descenso progresivo del nivel freático. Fuente: wikipedia.
Corrección de las mareas negras: Cuando ocurre en alta mar, el mar está calmado y hay poco viento, se puede quemar el aceite. A veces se utilizan detergentes para dispersar o deshacer el contaminante, y microorganismos (biorremediación): por medio de la adición de fertilizantes con nitratos o sulfatos para estimular la reproducción de bacterias nativas o exógenas (introducidas) y de esta forma facilitar la descomposición del petróleo crudo.

Descripción gráfica de el proceso de biorremediación

La biorremediación usando microorganismos fue inventada por el científico norteamericano George M. Robinson. Éste trabajó como ingeniero petrolero asistente de la compañía Santa María de California en la década de 1960 y se dedicó a experimentar con una serie de bacterias en frascos contaminados de petróleo.
Recogida a mano del chapapote (fuel pesado) en las costas gallegas tras el accidente del Prestige en 2002.
 

Se pueden utilizar robots para soldar las grietas de los cascos de petroleros hundidos:

La contaminación producida por vertidos se puede corregir de diversos modos: el pH se puede corregir añadiendo bases o ácidos, el exceso de materia orgánica mediante la aireación para facilitar la labor de las bacterias aerobias, el exceso de partículas sólidas en suspensión mediante decantación por floculación y coagulación y retirada de lodos producidos:

 La coagulación en el proceso de tratamiento del agua tiene por objeto preparar a las partículas dispersas en el agua (mediante la anulación de las cargas superficiales) para lograr posteriormente, mediante la floculación, otras partículas más voluminosas y pesadas que puedan ser separadas más fácilmente del agua.
La neutralización de  la carga eléctrica del coloide, objeto de la coagulación ,se realiza aplicando al agua determinadas sales de aluminio o hierro (coagulantes); generalmente se aplica sulfato de aluminio, de forma que los cationes trivalentes de aluminio o hierro neutralizan las cargas eléctricas negativas que suelen rodear a las partículas coloidales dispersas en el agua. Las reacciones de coagulación son muy rápidas duran fracciones de segundo desde que se ponen en contacto las partículas con el coagulante.
La coagulación se consigue mediante una difusión rápida de las sustancias coagulantes en el agua objeto del tratamiento, empleando medios de agitación rápida. Tras la neutralización de las partículas coloidales, es decir una vez conseguida la desestabilización coloidal, las partículas formadas están en disposición de aglomerarse, esta aglomeración de las partículas descargadas, ayudadas ahora por una agitación lenta, es el objetivo de la floculación. La floculación esta relacionada con los fenómenos de transporte de las partículas dentro del liquido, que son los que ocasionan el contacto de las partículas coaguladas. Fuente: elaguapotable.com




DETECCIÓN, PREVENCIÓN Y CORRECCIÓN DE LA CONTAMINACIÓN HÍDRICA

En España, la DGA (Dirección General del Agua) del MAGRAMA (Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente publica los datos procedentes de la RED ICA (Red Integrada de Calidad del Agua), constituida por centenares de estaciones de medida:

La RED SAICA (Sistema Automatizado de Información de Calidad de las Aguas) es un potente sistema de alerta temprana que puede detectar en tiempo real cualquier incidencia relacionada con la contaminación hídrica:
imagen Estación de Alerta del Agua (SAICA).

Las medidas preventivas de la contaminación hídrica son aquellas que se adoptan para evitar o atenuar el deterioro de las aguas, como:

Existen programas informáticos, como Aquatool, creado en la Universidad Politécnica de Valencia, que constituyen potentes herramientas para gestionar la prevención de la contaminación hídrica.

Otra medida preventiva es la construcción de emisarios subacuáticos para eliminar los contaminantes lejos de la costa:


La corrección de la contaminación hídrica es el conjunto de acciones que se realizan para recuperar la calidad ambiental de una masa de agua contaminada, por ejemplo por hidrocarburos:


martes, 9 de febrero de 2016

SOBREEXPLOTACIÓN DE LAS AGUAS SUPERFICIALES


Un satélite de la ESA desvela que un lago boliviano de 3.000 km2 se seca:

El lago Poopo de Bolivia
Abril 2014                                     Julio 2015                                     Enero 2016

La desaparición se ha relacionado con varias causas, entre ellas las extracciones de las fuentes de agua de lago para minería y agricultura, la constante sequía provocada por el calentamiento del océano Pacífico a causa del El Niño y el cambio climático. Fuente: elpais.com (9 de febrero de 2016).
Desastre del Mar de Aral

Si el caudal está por debajo del caudal ecológico, el río está sobreexplotado.

Ejemplo en México.


Salinización de acuíferos.



PARÁMETROS INDICADORES DE LA CONTAMINACIÓN HÍDRICA




Las larvas de plecópteros y de efémeras son intolerantes a la contaminación, por lo que su presencia denota aguas limpias:
 Plecópteros apareándose.
Fuente: De Xavier Vázquez - Trabajo propio, Dominio público, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=3198024

 Efémera, del orden de insectos más antiguo (desde el Carbonífero).

Asellus, es un crustáceo isópodo (como las cochinillas de la humedad) que vive en aguas con diversos tipos de contaminantes.

Los salmónidos indican aguas limpias, como las de los ríos cantábricos.

Indicadores químicos:

1. DBO y DQO:



Analisis aguas from Jordi Martí: ¿Cómo se miden los diferentes parámetros? Diapositivas 36 a 74.

2. Dureza
 Mapa de dureza del agua (aguas ricas en calcio y magnesio) en España. Nótese que las aguas son blandas en el NO (España granítica) y duras en el SE  (España calcárea).


Las operaciones de eliminación de dureza se denominan ablandamiento o suavizado de aguas y se llevan a cabo con un descalcificador.
La dureza puede ser eliminada utilizando el carbonato de sodio o de potasio. Estas sustancias causan la precipitación del Ca como carbonato y del Mg como hidróxido.
Otro proceso para la eliminación de la dureza del agua es la descalcificación de ésta mediante resinas de intercambio iónico. Lo más habitual es utilizar resinas de intercambio catiónico que intercambian los iones calcio y magnesio presentes en el agua por iones sodio u otras que los intercambian por iones hidrógeno.
La dureza se puede determinar fácilmente mediante reactivos. La dureza también se puede percibir por el sabor del agua. Es conveniente saber si el agua es agua dura, ya que la dureza puede provocar depósitos o incrustaciones de carbonatos en conducciones de lavadorascalentadores, y calderas o en las planchas.
Si ya se han formado, se pueden eliminar con algunos productos antical existentes en el mercado, aunque un método muy válido para conseguir disolver los carbonatos es aplicar un ácido débil (acético, cítrico, etc.) en los depósitos. Como dato adicional para eliminar estos residuos de alguna llave de baño, es bueno usar un poco de vinagre blanco, si pueden, sumergir la pieza en el vinagre y dejarla reposar de 20 a 30 minutos.
La mitad norte, granítica, y las islas, volcánicas, tienen aguas blandas. En las zonas calcáreas (costa al norte del Cabo de Roca (Sintra), Algarve, Cascais y algunos puntos del Alentejo, cerca de Badajoz, como Elvas o Estremoz.