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Ingeniería en Energías Renovables Fuentes Renovables de Energía Unidad 3 Actividad 1 Objetivo: Identificar la localización de recurso hídrico del planeta, así como su calidad y potencial desaprovechamiento para su utilización como fuente de energía. Nombre: Kevin Jared Amaya Amaya Maestra: M.C. Erika Haydee Rubio Cámara Introducción La hidrosfera es la envoltura de la extensión de la tierra formada por las aguas que se hallan en mares, océanos, ríos, lagos, lagunas, así como las aguas subterráneas, las que permanecen congeladas y las que se hallan presentes en la atmósfera, esta vez a modo de vapor de agua (gas) conformando las nubes. La hidrosfera terrestre constituye el soporte de la vida, a falta de ella, sin agua, no habría vida en este mundo. Empero pese a la copiosidad de agua en el mundo, no toda es utilizable. La mayoría, el agua de los mares, es agua salada, incluye sales minerales formadas por recursos como el sodio, potasio y cloro en diferentes concentraciones. Por esto, los seres vivos, debemos ser conscientes de su trascendencia y hacer un uso racional del agua, no abusando en su consumo y no malgastándola. La hidrosfera La hidrosfera o hidrósfera refiere en las Ciencias de la Tierra el sistema material formado por el agua que se encuentra bajo, y sobre la superficie de la Tierra. Dentro de la superficie terrestre, las tres cuartas partes de las aguas, corresponden a los mares y océanos. Dichos océanos y mares, junto con las aguas continentales, que son originadas por el agua de lluvia (ríos, lagos, aguas congeladas y subterráneas, y la contenida en la atmósfera a modo de vapor) componen la hidrosfera. En la hidrosfera el agua se reparte entre diversos compartimentos que en orden de superior a menor según su volumen: • Los glaciares cubren parte del espacio continental. Más que nada ambos casquetes glaciares de Groenlandia y la Antártida, empero además glaciares de montaña y volcán, de menor expansión y espesor, en cada una de las latitudes. • La escorrentía superficial, un sistema bastante dinámico compuesto por ríos y lagos. • El agua subterránea, que está embebida en piedras porosas de forma más o menos mundial. • En la atmósfera a modo de nubes. • En la biosfera, conformando parte de plantas, animales y humanos El agua migra de unos a otros compartimentos por procesos de cambio de estado y de transporte que en grupo configuran el periodo hidrológico o periodo del agua. La Tierra es el exclusivo mundo en nuestro Sistema Solar en el cual está presente de forma continuada el agua líquida, cubriendo el 71 % de su área. La masa total de la hidrosfera es alrededor de 1,4×1021 kilogramo. Formación Una vez que la Tierra se ha ido conformando, hace unos 4600 millones de años, las altas temperaturas hacían que toda el agua estuviera a modo de vapor. Al enfriarse por abajo del punto de ebullición del agua, gigantescas precipitaciones llenaron de agua las piezas más bajas del área conformando los mares. Se calcula que unas decenas o centenares de millones de años más tarde de su formación ya existirían los mares. Composición La hidrosfera está constituida por las aguas totales de la Tierra en sus tres estados: • Líquido, como las de mares (Pacífico, Atlántico, Índico y Glacial Ártico) océanos, ríos, lagos, arroyos y aguas subterráneas. • Sólido en los casquetes polares de la Antártida y el Ártico, y en los glaciares (ríos de hielo originados por nevadas acumuladas en cavidades que se va comprimiendo por su peso, con movimiento bastante lento) • En estado gaseoso, está en la atmósfera, como vapor de agua. En la hidrosfera, los océanos y mares, que conforman la masa de aguas saladas, representan el 93,9 % de las aguas, siendo la máxima fuente de vapor de agua contenida en la atmósfera. Las aguas dulces ocupan el 6,1 % de las aguas ((ríos, lagos, hielos aguas subterráneas) y además son fuente, aun cuando en menor medida, del vapor de la atmósfera. La hidrosfera incluye los mares, océanos, ríos, lagos, agua subterránea, el hielo y la nieve. Los mares cubren alrededor de 2 terceras piezas de la extensión de la tierra, con una hondura promedio de 3,5 km, lo cual representa el 97 % del total de la tercera parte del agua del mundo. Distribución del agua en la tierra Casi la totalidad del agua se encuentra en los mares y océanos en forma de agua salada. De las aguas dulces la mayor parte está en forma de hielo y en aguas subterráneas. El agua situada sobre los continentes y la que está en la atmósfera son las cantidades proporcionalmente menores, aunque su importancia biológica es grande. Distribución del agua Extensión Agua líquida oceánica 1322·106 km3 Agua sólida oceánica 26·106 km3 Epicontinentales1 225 000 km3 En la atmósfera 12 000 km3 Aguas subterráneas2 2-8 ·106 km3 1. En las aguas epicontinentales se incluyen el mar Caspio, el Aral y el mar Muerto, además de lagos, ríos, etc. 2. Se da una de las muchas estimaciones que se suelen hacer para estas aguas, porque calcular su cantidad es muy difícil. Ciclo del agua En la atmósfera, con el apoyo del aire y del Sol, el vapor de agua se convierte en humedad, niebla, neblina, rocío, escarcha y nubes. Y como nieve sobre las montañas, o como lluvia o granizo en los valles, se escurre en la tierra, donde la recogen los ríos; y de los ríos va al océano. El océano retiene la sal del agua (que recogió del suelo, la tierra y las piedras que se encontraban en los sitios por donde pasa el río) y la envía a la atmósfera, como agua pura a modo de vapor. Propiedades del agua y su importancia en la naturaleza El agua es el elemento más exuberante en los medios orgánicos, los organismos vivos tienen dentro por término medio un 70% de agua. El agua es el motivo de la vida: un recurso determinante para la raza humana y para lo demás de los organismos vivos. Asimismo, el agua coopera a el equilibrio del desempeño del ámbito y de los seres y organismos que en él habitan, es por consiguiente, un factor imprescindible para la permanencia de la vida animal y vegetal del mundo. O sea, que "el agua es un bien de primera necesidad para los organismos vivos y un componente natural indispensable en la configuración de los sistemas medioambientales". En este aspecto, este líquido fundamental constituye más del 80% corporal de la mayoría de los organismos y participa en la mayor parte de los procesos metabólicos que se hacen en los organismos vivos; además participa de forma importante en el proceso de fotosíntesis de las plantas y es el hábitat de una extensa variedad de organismos vivos. El agua ejerce un papel determinante en una secuencia de procesos físicos, químicos y biológicos. Simultáneamente, su porción y calidad, incluida su repartición espacial y temporal, tocan cada una de las esferas de la actividad humana. El análisis del agua continúa involucrando a expertos en una pluralidad de campos, incluyendo ingeniería, física, química, biología, geología, geografía, sociología y derecho, por nombrar ciertos de los más relevantes. La composición de la molécula de agua parece bastante fácil, sin embargo, una caracterización completa continúa siendo un reto para los científicos. Se necesita un análisis sistemático del agua, en forma molecular y en grupo, para lanzar luz adicional sobre sus habilidades y usos, y para entender por qué es el compuesto químico escogido por la Naturaleza para capacitar y ayudar la vida. Las características más destacadas del agua son las siguientes: ▪ Su capacidad para regular la temperatura ambiente; ▪ Su flotabilidad en estado sólido (hielo) ▪ Sus propiedades de capilaridad y tensión superficial; ▪ Su marcada propiedad solvente ▪ Su relación activa con la química de protones y electrones. En este artículo exploramos las propiedades del agua con el objetivode mejorar su gestión. Ciclo hidrológico y fenómenos meteorológicos La Tierra y la atmósfera que la envuelve contienen grandes cantidades de agua. Alrededor del 97% del agua que hay en la Tierra es salada, el resto, el 3%, está se encuentra en forma de hielo. Sólo un 0,7% del agua de la Tierra es dulce, y se encuentra en forma de lagos, ríos, acuíferos y vapor. Este ciclo incluye la evaporación de la humedad a partir del área de la Tierra, su transporte hasta niveles mejores de la atmósfera, la condensación del vapor de agua en masas nubosas y el retorno final del agua a la tierra a modo de precipitaciones de lluvia y nieve. En meteorología, la formación de nubes debido al enfriamiento del aire provoca la condensación de vapor de agua invisible en gotitas o partículas de hielo visibles. Las partículas que componen las nubes tienen un tamaño que varía entre 5 y 75 micras, 0,0005 cm y 0,008 cm. Las partículas son tan pequeñas que las sostienen en el aire corrientes verticales leves. Las diferencias entre formaciones nubosas derivan, en parte, de las diferentes temperaturas de condensación. Cuando ésta se produce a temperaturas inferiores a la de congelación, las nubes suelen componerse de cristales de hielo. Las que se forman en aire más cálido suelen estar compuestas de gotitas de agua. Sin embargo, en ocasiones, nubes "superenfriadas" contienen gotitas de agua a temperaturas inferiores a la de congelación. Nubosidad, viento, nieve, tormentas, olas de calor... son fenómenos meteorológicos que, en un momento determinado, pueden desarrollarse en cualquier lugar del planeta. Algunos, como la lluvia, son imprescindibles para nuestra propia supervivencia, y otros, como un espectacular arcoíris, nos regalan bellos efectos ópticos. También los hay que demuestran el poder devastador de la naturaleza causando graves catástrofes naturales. Se considera fenómeno meteorológico a cualquier suceso o circunstancia observable que se produce de forma natural en la atmósfera terrestre, concretamente en la troposfera, la capa de la atmósfera más cercana a la superficie de la Tierra. Hay diversos tipos de fenómenos meteorológicos teniendo presente sus propiedades (ópticos, hídricos y atmosféricos), así como su magnitud y consecuencia en la naturaleza y la actividad humana. En una categorización bastante elemental, pudimos encontrar esos considerados habituales, que se generan regularmente y no acostumbran provocar perjuicios; y los fenómenos adversos o extremos, que no comunes y tienen la posibilidad de provocar destrozos materiales e, inclusive, situar en riesgo la vida humana. La más grande o menor presencia de nubes en el cielo (nubosidad) es posiblemente uno de los fenómenos meteorológicos más comunes. • Lluvia: se produce cuando las gotas formadas por la condensación del vapor de agua van adquiriendo mayor tamaño y acaban precipitándose sobre la tierra. • Nieve: es la misma lluvia que se solidifica en su caída cuando las temperaturas están por debajo de los cero grados. • Niebla: la combinación de temperatura y presión atmosférica, y el propio peso insuficiente de las diminutas gotas de agua, hacen que estas no terminen de caer y queden flotando en las capas más cercanas a la Tierra. • Viento: es un fenómeno meteorológico común que se produce por la diferencia de temperatura y presión entre distintas masas de aire. El aire caliente ‘pesa’ menos y tiende a ascender, mientras que el frío tiende al descenso. Esa circunstancia genera un movimiento constante que da lugar a vientos más o menos intensos. • Tormenta: en principio, una tormenta no tiene que ser un fenómeno adverso, salvo que adquiera una elevada intensidad. Su origen parte de un tipo concreto de nubes, los cumulonimbus, que, en determinadas circunstancias de cambios bruscos de presión y de temperatura, acaban descargando toda la lluvia concentrada en ellas, produciendo, además, otros fenómenos, como los rayos y los truenos. Distribución y calidad del agua en la hidrosfera. El 97.5% del agua en la tierra está en los mares y océanos de agua salada, únicamente el restante 2.5% es agua dulce. Del total de agua dulce en el planeta, 69% está en los polos y en las cumbres de las montañas más altas y está en un estado sólido. El 30% del agua dulce del mundial, está en la humedad del suelo y en los acuíferos profundos. Solo el 1% del agua dulce en el planeta, escurre por las cuencas hidrográficas a modo de arroyos y ríos y se depositan en lagos, lagunas y en otros cuerpos superficiales de agua y en acuíferos. Esta es agua que se repone regularmente por medio del periodo hidrológico. Algunas curiosidades sobre el elemento líquido más abundante del planeta son fruto de investigaciones recientes. La distribución del agua en la Tierra Aquí te proponemos algunos cifras y datos interesantes sobre la distribución del agua en el planeta: • La Tierra contiene unos 1.386 millones de kilómetros cúbicos de agua. Ni la cantidad ni la distribución del agua en la Tierra no han cambiado significativamente en los últimos dos mil millones de años. • El 97% del agua se encuentra en los océanos, y el 2% permanece congelada. • El 80% del agua que se encuentra en los continentes está en la superficie. El 20% restante se encuentra bajo tierra o en forma de vapor de agua atmosférico. • Sólo el 2.5% del agua que existe en la Tierra es agua dulce. De esa cantidad, el 0.5% se encuentra en depósitos subterráneos y el 0.01% en ríos y lagos. • A pesar de que el agua está distribuida por la Tierra, el 90% de los recursos disponibles de agua dulce del planeta están en la Antártida. • Estados Unidos consume más de 1300 millones de litros de agua por día. Los norteamericanos consumen cinco veces más agua que los europeos. • El 90% del agua usada en países en vía de desarrollo vuelve a los ríos sin ningún tipo de tratamiento. • Cada día, el Sol evapora más de un billón de toneladas de agua, que permanece en la atmósfera hasta que vuelve a la superficie en forma de precipitaciones. https://www.fundacionaquae.org/50-anos-de-busqueda-de-agua-en-la-luna/ https://www.fundacionaquae.org/agua-dulce-salada/ https://www.fundacionaquae.org/el-cuarto-estado-del-agua/ Conclusiones La dinámica de la hidrosfera está netamente relacionada con el periodo hidrológico o el periodo del agua, que sugiere como el agua se mueve en todos los rincones del mundo a partir de los mares, océanos, ríos, lagos, etcétera. (Recursos de agua) hacia la atmósfera y como a partir de la atmósfera por medio de la lluvia vuelve a el área de la tierra. La contaminación del agua y su escasez plantean amenazas para la salud humana y la vida de los hábitats del mundo. El agua es imprescindible para la vida, ya que ningún animal o vegetal puede sobrevivir a falta de ella. Referencias https://www.ecured.cu/Hidrosfera#Introducci.C3.B3n https://www.usmp.edu.pe/publicaciones/boletin/fia/info86/articulos/importanciaAgu a.html http://ponce.sdsu.edu/propiedades_del_agua.html https://www.ambientum.com/enciclopedia_medioambiental/aguas/el_ciclo_hidrolog ico.asp#:~:text=Este%20ciclo%20incluye%20la%20evaporaci%C3%B3n,precipitac iones%20de%20lluvia%20y%20nieve. https://www.mundodeportivo.com/uncomo/educacion/articulo/que-son-los- fenomenos-meteorologicos-y-ejemplos-51530.html https://www.mundodeportivo.com/uncomo/educacion/articulo/que-son-los- fenomenos-meteorologicos-y-ejemplos-51530.html http://jumapam.gob.mx/cultura-del-agua/distribucion-de-agua-en-el-planeta/ https://www.fundacionaquae.org/principales-datos-del-agua-en-el-mundo/ https://www.ecured.cu/Hidrosfera#Introducci.C3.B3n https://www.usmp.edu.pe/publicaciones/boletin/fia/info86/articulos/importanciaAgua.html https://www.usmp.edu.pe/publicaciones/boletin/fia/info86/articulos/importanciaAgua.html http://ponce.sdsu.edu/propiedades_del_agua.htmlhttps://www.ambientum.com/enciclopedia_medioambiental/aguas/el_ciclo_hidrologico.asp#:~:text=Este%20ciclo%20incluye%20la%20evaporaci%C3%B3n,precipitaciones%20de%20lluvia%20y%20nieve https://www.ambientum.com/enciclopedia_medioambiental/aguas/el_ciclo_hidrologico.asp#:~:text=Este%20ciclo%20incluye%20la%20evaporaci%C3%B3n,precipitaciones%20de%20lluvia%20y%20nieve https://www.ambientum.com/enciclopedia_medioambiental/aguas/el_ciclo_hidrologico.asp#:~:text=Este%20ciclo%20incluye%20la%20evaporaci%C3%B3n,precipitaciones%20de%20lluvia%20y%20nieve https://www.mundodeportivo.com/uncomo/educacion/articulo/que-son-los-fenomenos-meteorologicos-y-ejemplos-51530.html https://www.mundodeportivo.com/uncomo/educacion/articulo/que-son-los-fenomenos-meteorologicos-y-ejemplos-51530.html https://www.mundodeportivo.com/uncomo/educacion/articulo/que-son-los-fenomenos-meteorologicos-y-ejemplos-51530.html https://www.mundodeportivo.com/uncomo/educacion/articulo/que-son-los-fenomenos-meteorologicos-y-ejemplos-51530.html http://jumapam.gob.mx/cultura-del-agua/distribucion-de-agua-en-el-planeta/ https://www.fundacionaquae.org/principales-datos-del-agua-en-el-mundo/
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