CICLE DE L'AIGUA O HIDROLÒGIC: ETAPES I IMPORTÀNCIA - MEDI AMBIENT - 2025

El cicle de l'aigua o cicle hidrològic és la circulació de l'aigua a la Terra canviant entre els estats líquid, gasós i sòlid. En aquest moviment circulatori l'aigua transita entre la hidrosfera, l'atmosfera, la litosfera i la criosfera.

Aquest procés és fonamental per a la vida a la terra a causa de que una cèl·lula en gran percentatge està composta d'aigua. En l'ésser humà el 60% de el cos és aigua, aconseguint el 70% en el cervell i el 90% en els pulmons.

El cicle de l'aigua abasta tota la massa d'aigua planetària, tant superficial com subterrània, en rius, oceans, l'aire i en els éssers vius. Les propietats de l'aigua més rellevants per al cicle hidrològic són el seu punt d'ebullició i punt de congelació.

El punt d'ebullició o temperatura a la qual passa de líquid a gas és 100 ºC a nivell de la mar (disminueix amb l'altura). Mentre que el punt de congelació o temperatura a la qual l'aigua passa de l'estat líquid a l'sòlid és de 0 ºC.

Una altra propietat destacada és el seu caràcter de solvent universal, a causa que és el líquid que més substàncies dissol (ions i molècules polars). L'aigua, que està formada per dos àtoms d'hidrogen i un d'oxigen, té un pol positiu (hidrògens) i un de negatiu (oxigen).

En el cicle de l'aigua aquest element passa per sis etapes: evaporació i transpiració, condensació, precipitació, escorrentia, infiltració i circulació. L'energia que impulsa el cicle de l'aigua és l'energia solar, i una altra força fonamental és la gravetat, que possibilita la precipitació, el vessament i la infiltració.

Etapes de cicle de l'aigua

Cicle de l'aigua. Font: Malama Les etapes del cicle de l'aigua no són estrictament seqüencials, és a dir no tota molècula d'aigua passa necessàriament per totes en cada volta de l'cicle. La combinació de totes les etapes va conformant un flux tancat o cicle que inclou l'evaporació de l'aigua i la seva circulació atmosfèrica.

Posteriorment, l'aigua es condensa i precipita, circula pels rius o s'acumula en llacs i oceans, on ocorre nova evaporació. Una altra part s'escorre per terra, d'aquesta una porció s'evapora i una altra s'infiltra, acumula o circula de forma subterrània.

De mitjana, cada 8 dies es renova tota l'aigua atmosfèrica i cada 16 a 180 dies es renova l'aigua dels rius. En contrast, l'aigua en un llac o en un glacial roman fins per 100 anys o més.

1- Evaporació i transpiració

L'evaporació és la transformació de l'aigua de l'estat líquid a l'gasós per augment de la seva temperatura. Aquest augment de temperatura és producte de l'escalfament provocat per la radiació solar, principalment ultraviolada.

Igualment, la calor irradiat (radiació infraroja) per la terra i objectes que estan sobre la seva superfície, contribueix a l'escalfament de l'aigua.

L'aigua s'evapora quan arriba als 100 ºC o menys segons sigui la pressió atmosfèrica. Aquesta gasificació de l'aigua consisteix en que les molècules d'aigua es carreguen d'energia cinètica augmentant el seu moviment i expandint l'aigua.

A l'separar les molècules entre si, l'aigua perd la coherència que li assigna la seva propietat de líquid i es trenca la tensió superficial. A l'ésser més lleugera, l'aigua transformada en gas puja cap a l'atmosfera com a vapor d'aigua.

Temperatura, humitat relativa i vent

En la quasi totalitat dels casos l'aigua en els oceans, rius i en el sòl no arriba als 100 ºC, però passa l'evaporació, pel fet que en una capa d'aigua hi ha molècules que s'escalfen més que altres i trenquen la tensió superficial, evaporant.

Si l'aire està molt sec (humitat relativa baixa), les molècules d'aigua que aconsegueixin trencar la tensió superficial tendiran a passar més fàcilment a l'aire. Si per altra banda hi ha vent, aquest arrossegarà la capa de vapor d'aigua que s'acumula sobre l'aigua.

La major proporció d'evaporació ocorre en els oceans, on la taxa d'evaporació és set vegades superior a la de la superfície terrestre.

evaporació edàfica

De l'aigua que s'infiltra en el sòl, una part arriba fins a la capa d'aigua subterrània (Zona saturada). Mentre que una altra porció s'escalfa en el seu trànsit per la zona no saturada i s'evapora tornant a la superfície.

transpiració

Les plantes necessiten aigua per als seus processos metabòlics, la qual obtenen de terra en la majoria dels casos. Això ho fan per les seves arrels i a l'arribar a les fulles, i una part és emprada per al procés de fotosíntesi.

No obstant això, prop de l'95% de l'aigua absorbida per les plantes és alliberada a l'ambient en forma de vapor d'aigua a la transpiració. El vapor d'aigua s'allibera mitjançant els estomes en l'epidermis foliar.

2- Condensació

És el pas d'un gas a l'estat líquid, la qual cosa ocorre sobre una superfície a causa de la disminució de la temperatura. A l'baixar la temperatura, les molècules d'aigua disminueixen la seva energia cinètica i s'uneixen més entre si per condensar-se.

Gotes d'aigua per condensació. Font: Nicole López Aquest procés requereix que hi hagi partícules a les quals l'aigua s'adhereixi i la temperatura d'aquestes partícules ha de ser menor que la temperatura de saturació de l'aigua. En aquestes condicions s'aconsegueix el punt de rosada o temperatura de rosada, és a dir la temperatura a la qual l'aigua es condensa.

Formació de núvols

Formació de núvols. Font: Arun Kulshreshtha L'aire s'eleva a l'escalfar-se i en aquest procés arrossega el vapor d'aigua que es produeix a causa de l'evaporació a la superfície terrestre. Quan s'eleva, la seva temperatura disminueix fins a arribar al punt de rosada i condensar-se.

Així, es formen petites gotes d'aigua que aconsegueixen entre 0,004 i 0,1 mm de diàmetre, que són arrossegades pel vent i acaben xocant entre si. L'acumulació d'aquests punts de condensació forma els núvols que a l'arribar a la seva saturació d'aigua generen la precipitació.

gebre

Si la temperatura és molt baixa es genera gebre, és a dir una capa d'escates o agulles en petits fragments de gel. Aquesta es produeix per deposició directa de el vapor d'aigua sobre una superfície, no per precipitació.

3- Precipitació

Pluja precipitant. Font: Cassini83 La precipitació és la caiguda de l'aigua condensada en forma líquida o sòlida des de l'atmosfera fins a la superfície de la Terra. A l'acumular l'aigua condensada en l'atmosfera en forma de núvols va augmentant el seu pes, fins a no poder eludir la força de gravetat.

pluja

La pluja és la precipitació d'aigua en estat líquid, sent molt important ja que distribueix aigua dolça sobre la superfície terrestre. El 91% de l'aigua que precipita torna directament als oceans, el 9% va a les masses continentals per alimentar les conques tornant a l'oceà.

Nevada

Si la temperatura a les capes altes de l'atmosfera és prou baixa, l'aigua condensada es cristal·litza formant flocs de neu. A l'augmentar de mida i acumular acaben precipitant per acció de la força de gravetat i originant les nevades.

calamarsa

Són pedres de gel de 5 i 50 mil·límetres de diàmetre o fins i tot majors, que es formen al voltant de partícules materials suspeses. Quan el gel acumulat al voltant de la partícula arriba suficient pes, precipita.

4- Vessament

L'aigua que precipita pot caure directament sobre un cos d'aigua (estany, riu, llac o oceà) o sobre el sòl. Igualment els cossos d'aigua poden rebosarse, és a dir part de l'aigua continguda s'escapa dels límits de contenció.

Aquest procés pel qual es genera un corrent d'aigua producte de l'sobreeiximent d'un contenidor o llera es denomina vessament. Aquesta es genera quan la quantitat d'aigua que precipita o desborda el contenidor és superior a la capacitat d'infiltració de terra.

5- Infiltració

La infiltració és el procés pel qual l'aigua penetra terra a través dels seus porus i esquerdes. La taxa d'infiltració o quantitat d'aigua que aconsegueix penetrar a l'interior de terra en un temps donat depèn de diversos factors.

Per exemple, en un sòl sorrenc amb partícules gruixudes que deixen porus més grans entre si, la infiltració serà més gran. Mentre que en un sòl argilós, que té partícules més fines, la infiltració és menor.

Capes de terra

Els sòls estan formats per diferents horitzons o capes disposades una sobre l'altra, cadascuna amb característiques pròpies. Hi sòls l'horitzó superficial o horitzó A és molt permeable, mentre que algun dels horitzons inferiors ho és menys.

Si l'aigua infiltrada es troba amb una capa impermeable, s'acumula a sobre o circula horitzontalment. Això forma els cossos d'aigua subterranis o aqüífers, que són de gran importància com a subministrament d'aigua dolça.

S'estima que la quantitat d'aigua subterrània a nivell mundial és 20 vegades més que la que l'aigua superficial de la Terra. Aquesta massa d'aigua és la que manté el cabal de base dels rius i proveeix d'aigua a les plantes.

deus

L'aigua acumulada al subsòl pot trobar vies de sortida a l'exterior i formar deus. És a dir una font natural d'aigua que brolla de la terra formant estanys o rius.

6- Circulació

Gran part de l'aigua està continguda en els oceans, llacs i dipòsits subterranis, o congelada als pols o en les altes muntanyes. No obstant això, una porció rellevant es troba en permanent circulació, donant-li dinàmica a el cicle de l'aigua.

Corrents d'aire

Les diferències de temperatures entre punts de l'atmosfera terrestre generen desplaçaments de masses d'aire. Aquests desplaçaments al seu torn provoquen diferències de pressió atmosfèrica i es produeixen els vents que arrosseguen el vapor d'aigua.

Les masses d'aire calent ascendeixen des de la superfície terrestre cap a les capes altes de l'atmosfera. Igualment, l'aire es desplaça horitzontalment des de zones d'alta pressió cap a zones de baixa pressió.

corrents marins

En els oceans l'aigua està en constant moviment circulatori formant corrents marins. Aquestes estan determinades pels moviments de rotació i translació de la Terra.

rius

L'aigua que precipita sobre les muntanyes s'escorre pendent avall a causa de la gravetat seguint les corbes de nivell de el terreny. En aquest procés es va constituint o llera pel mateix efecte erosiu de l'aigua i aquesta es canalitza pel mateix. D'aquesta manera es formen cursos d'aigua que poden ser temporals o permanents.

Congelació de l'aigua

Part de l'aigua que precipita sobre la terra no circula, a causa que queda immobilitzada en forma de gel. En l'aigua de mar del punt de congelació és inferior a 0 ºC a causa de l'alt contingut de sals (generalment a -2 ºC).

D'altra banda, si no hi ha partícules a les quals l'aigua s'aferri, el seu punt de congelació disminueix fins - 42 ºC.

Importància de el cicle de l'aigua

líquid vital

Els éssers vius requereixen d'aigua per poder viure, de fet les cèl·lules vives estan compostes en alta proporció d'aigua. L'aigua a l'ésser un solvent universal, i ser capaç de dissoldre una gran quantitat de soluts, és fonamental en les reaccions bioquímiques cel·lulars.

Diferents fases d'l'aigua. Font: BE El cicle de l'aigua, a través de la precipitació i mitjançant els rius, llacs i aqüífers subterranis, subministra l'aigua requerida per a la vida. La producció primària mitjançant la fotosíntesi és el procés que garanteix la transformació de l'energia solar en energia útil per a la vida.

La fotosíntesi no és possible sense aigua, tant en el cas de l'plàncton (organismes aquàtics) com en les plantes terrestres.

Regulació de la temperatura

Les masses d'aigua existents a la Terra, així com la seva circulació en el cicle hidrològic, són un regulador tèrmic. El elevada calor específica de l'aigua permet que absorbeixi gradualment calor i igualment ho emeti gradualment.

De la mateixa manera, els éssers vius regulen la seva calor corporal mitjançant transmetent a l'aigua corporal i perdent-la per transpiració.

Purificació d'l'aigua

L'aigua a l'evaporar-s'allibera de contaminants i sals dissoltes, de manera que a l'precipitar és aigua dolça i relativament pura. No obstant això, hi ha a l'atmosfera gasos i partícules contaminants producte de les activitats humanes que poden afectar la seva qualitat.

fenòmens climàtics

El cicle de l'aigua determina o contribueix amb l'existència d'una sèrie de fenòmens climàtics com la pluja, les nevades i pedregades. De la mateixa manera determina l'aparició de boirina, les crescudes periòdiques de rius o variacions de temperatura a la superfície terrestre.

efectes negatius

El cicle de l'aigua també comporta certs efectes negatius per a l'ésser humà, com ara la lixiviació, l'erosió i desastres soci naturals.

lixiviació

Consisteix en el rentat o arrossegament dels nutrients presents en el sòl a causa de l'efecte solvent d'l'aigua que s'infiltra. En sòls agrícoles amb poca capacitat de retenció de nutrients aquest fenomen causa l'empobriment de terra.

erosió

És la pèrdua de sòl o desgast de roques producte de l'acció mecànica de vent o de l'aigua. L'aigua d'escorrentia té un alt poder erosiu de terra i les roques, depenent de les característiques estructurals i mineralògiques d'aquests.

En sòls descoberts i amb pendents pronunciades ubicats en zones d'alta pluviositat, l'erosió és alta. La pèrdua de sòl per aquesta causa té un alt impacte econòmic en la producció d'aliments.

desastres socionaturals

Les pluges torrencials, així com les grans nevades i fortes pedregades poden causar grans impactes negatius en les estructures i comunitats humanes. De la mateixa manera el desbordament de rius i l'elevació de el nivell de la mar generen inundacions d'àrees poblades i zones de cultiu.

L'ésser humà amb les seves accions, altera els cicles naturals i propicia aquests desastres com l'escalfament global o de la construcció d'instal·lacions en àrees d'alt risc.

referències

1. Calow, P. (Ed.) (1998). The encyclopedia of ecology and environmental management.
2. Margalef, R. (1974). Ecologia. Edicions Omega.
3. Ordoñez-Gálvez, JJ (2011). Cicle hidrològic. Cartilla tècnica. Societat Geogràfica de Lima.
4. Sterling, TM i Hernández-Rios, I. (2019). La Transpiració - Moviment de l'Aigua a Través de les Plantes. Plant and Soil Sciences eLibrary. Print Lesson.
5. Vera, C. i Camilloni, I. (s / f). El cicle de l'aigua. Explora. Programa de capacitació multimèdia. Ministeri d'Educació, ciència i Tecnologia.