Cap 01 - Agua

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Tecnología de Tierras y Aguas I - EL Agua 
 
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TEMA 1 
 
EL AGUA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Ing. Oscar Duarte 
 Ing. Eduardo Diaz
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Tecnología de Tierras y Aguas I - EL Agua 
 
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1.- EL AGUA, EL HOMBRE Y LA HIDROLOGIA 
 No es necesario recordar nuevamente la historia de la humanidad para ver el papel 
primordial que juega el agua con su incidencia positiva o negativa. Existen excelentes libros 
que recogen los relatos aún más antiguos, referentes a las grandes inundaciones y sequías y a 
los esfuerzos del hombre por dominar a este elemento de la naturaleza en pos de su beneficio y 
bebida, riego, navegación, energía, etc. 
 En sus comienzos, el hombre típicamente nómade, acompañaba con sus 
desplazamientos a los designios de la naturaleza, buscando los lugares donde dispusiera de 
agua, aunque tratando de evitar las zonas de excesos. 
 Con el correr del tiempo los hábitos sedentarios fueron fijando al hombre a su lugar de 
nacimiento y fue entonces cuando se vió obligado a convivir con su naturaleza, cualquiera 
fuera ésta. 
 Desde el momento en que el agua no estuvo ya permanente y fácilmente disponible, 
pasó a constituirse en un recurso, el más básico y elemental que tiene el hombre. 
 Si bien, el recurso hídrico es de los típicamente considerado como renovables, no es 
menos cierto que el incrementado e indiscriminado uso que el hombre hace del mismo, trae 
como consecuencia un acelerado deterioro en la calidad del mismo y a veces cambios en la 
distribución temporal y espacial del mismo con consecuencias no siempre previstas. 
 Por otra parte, el agua no es un elemento aislado de la naturaleza, sino que se 
encuentra en un delicado equilibrio con otros recursos, especialmente suelo, vegetación y 
atmósfera, lo que implica que cualquier modificación o intervención en uno de ellos 
repercutirá en mayor o menor grado, favorable o desfavorablemente en los demás. 
 Este conjunto de recursos en su complejísima interrelación constituyen el medio 
ambiente, el hábitat, que hace posible la vida humana, por lo cual es una necesidad vital su 
conservación en pos de las generaciones futuras. 
 La realidad que se presenta en el mundo actual es que la demanda de agua aumenta día 
a día para sus múltiples usos, mientras la oferta permanece constante, lo que obliga a la utiliza-
ción de fuentes cada vez más difíciles , técnica y económicamente. 
 Todo lo dicho anteriormente no significa que el hombre no deba usar el recurso en su 
beneficio, sino que este uso debe ser racionalmente planificado. 
 Esta situación impone que cualquier política a adoptar para el uso o control del recurso 
necesite de un exhaustivo conocimiento de aquello que se quiere utilizar, lo cual implica 
imprescindiblemente, la comprensión del CICLO HIDROLOGICO. 
 La hidrología es la ciencia que trata sobre el agua en la naturaleza, su cantidad y 
calidad y su distribución areal y temporal. La hidrología, como todas las disciplinas que 
tienden al conocimiento del medio físico, tiene una doble finalidad. Una es el conocimiento en 
sí mismo para satisfacer la necesidad de interpretar al entorno (sus realizaciones serán de 
utilidad práctica en plazos variables según las circunstancias) y otra utilitaria, para dar 
respuesta a la amplia gama de necesidades de los grupos humanos. 
 La primera finalidad es autónoma y su actividad principal es el ANALISIS e 
INTERPRETACION del FUNCIONAMIENTO del CICLO HIDROLOGICO. Sus 
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objetivos se alcanzan a través de la aplicación de TECNICAS y METODOLOGIAS de 
ANALISIS y en base a los datos suministrados por los SISTEMAS de INFORMACION 
HIDRICA. 
 Para ello a su vez, son básicas las actividades de INVESTIGACION y 
DESARROLLO. 
 La segunda finalidad se concentra a través de actividades que pueden ordenarse 
secuencialmente en distintos niveles. 
 Un primer nivel, está dado por la EVALUACION de los RECURSOS HIDRICOS, 
realizable a distintas escalas según su uso ulterior, por ejemplo: reconocimientos geológicos o 
determinación de la precipitación media anual de transmisividad y almacenamiento de los 
acuíferos, balance hidrológico completo, (escala de detalle), etc. El término escala debe 
entenderse en sentido espacial y temporal. 
 El segundo nivel, comprende la respuesta a los requerimientos de la 
PLANIFICACION de SISTEMAS HIDRICOS que permita la SELECCION de 
ALTERNATIVAS de uso y control, requerimientos de características tales como la 
interpretación del comportamiento de las variables temporales o las relaciones entre distintos 
componentes del sistemas de modo de considerar adecuadamente los efectos de unas 
actividades sobre otras. 
 Un tercer nivel, se refiere a la respuesta de la hidrología a los requerimientos de 
PROYECTOS de aprovechamiento hídricos, respuesta que se traduce en estudios de 
fenómenos hidrológicos, de detalle para el dimensionamiento de estructuras particulares de 
obras hidráulicas. (Estudio de precipitaciones extremas para dimensionamiento en redes de 
drenaje urbano, de caudales máximos para vertederos en embalses, de interferencia entre 
perforaciones de explotación para el diseño de baterías de bombeo de acuíferos, etc.) 
 Un cuarto nivel, interactivo con el anterior, se refiere a la operación de OBRAS de 
APROVECHAMIENTO con la finalidad de usar óptimamente su capacidad. Ejemplo de la 
contribución de la hidrología a este nivel son los métodos de pronóstico de aportes y crecidas 
para sistemas de alarma de inundaciones, plan de operación de sistemas de embalses, etc. 
 Desde el punto de vista de la autonomía de la hidrología en su finalidad utilitaria, ella 
se limita al primer nivel, ya que en los tres siguientes como se ha visto, su contribución aporta 
respuestas a una fracción de los requerimientos necesarios para su realización. 
 En la figura Nº 1 se ha sintetizado en un esquema las ACTIVIDADES 
HIDROLOGIAS EN EL APROVECHAMIENTO DE LOS RECURSOS HIDRICOS, 
esquema que no pretende ser exhaustivo ni excluyente de otras concepciones. 
 La lógica indica que el camino más apropiado a seguir es cumplir primero con el 
objetivo de analizar e interpretar el funcionamiento del ciclo hidrológico en los diferentes 
sistemas y luego avanzar secuencialmente en el cumplimiento de las finalidades utilitarias. 
 
 
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 2.- EL RIEGO EN EL MUNDO 
 De los 40 millones de has. bajo riego que poseía la tierra en los primeros años del siglo 
XX se ha pasado actualmente a más de 200 millones. 
 Es interesante acotar que de este total: 157 millones corresponden a zonas 
subtropicales (cultivo de arroz) y unos 15 millones de has. se hacen en áreas templadas. Se 
puede decir que unos 25 millones de has son regadas anualmente dentro del trópico. Hay que 
señalar que tanto lo regado en áreas tropicales como subtropicales corresponden a zonas con 
diferentes problemas de aridez; desde desiertos en su acepción total a lugares con preci-
pitaciones en algunos momentos del año y luego en condiciones de aridez que justifican la 
aplicación del agua de manera compensadora. 
 Los países en los que más ha crecido la superficie regada son los desarrollados. En 
ellos se ha producido una inversión en áreas de riego para substituir los productos importados. 
Un ejemplo de esto son países como Estados Unidos, Australia, Sud Africa, Francia e Israel. 
 Por su parte los países de Asia han incrementado sus áreas de riego debido a la presión 
de la población para abastecer sus propias necesidades de alimentos, conproducción masiva 
de granos y arroz. 
 América Latina, por otra parte, ha aumentado en menor proporción sus áreas regadas 
por problemas financieros, no obstante la mayor preocupación de estos países ha sido proveer 
alimento para sus pueblos. 
 
 
3.- EL RIEGO EN ARGENTINA 
 El riego se aplica en la Argentina desde épocas precolombinas. La existencia de zonas 
con riego no sólo se constató en Mendoza, sino también en localidades de Salta, Santiago del 
Estero y Jujuy, donde el uso del agua con fines de regadío procedió a la conquista española. 
 El alud inmigratorio de principios de siglo trae a nuestro país agricultores y técnicas 
que hicieron que el desarrollo de las áreas de riego tomara real importancia. 
 Debido a la preocupación evidenciada por los gobiernos provinciales, el gobierno 
nacional dictó en 1909 la Ley Nacional de Irrigación Nº 6546, con miras a la realización de 
obras en los territorios nacionales y en las provincias del centro y noroeste. 
 La Argentina posee una superficie bajo riego de 1.455.045 hectáreas de un excelente 
nivel productivo. Son cinco las áreas en donde los recursos hídricos nacionales son más 
usados con fines de regadío, éstos son: el Noroeste Argentino, la Región Central, la Región de 
Cuyo y las zonas del Comahue y Patagonia. 
 La zona Noroeste comprende las provincias de Salta, Jujuy, Tucumán, Santiago del 
Estero y Catamarca. Se cultiva bajo riego principalmente cereales. En la región Central, San 
Luis, Córdoba y La Rioja, se hace bajo riego forrajeras, hortalizas y frutales. 
 En la región Andina, San Juan y Mendoza, predomina el cultivo de vid bajo riego. 
 La del Comahue, Buenos Aires, Río negro, la Pampa, Neuquén y Chubut, es la que 
cuenta proporcionalmente con mayores recursos hídricos superficiales, pero es una de las que 
menos superficie regable aporta al conjunto (15,5 %). 
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 La producción de la Región Húmeda, Buenos Aires, Entre Ríos, Corrientes, Santa Fe, 
Chaco y Formosa, bajo riego se ocupa el 48 % al arroz y el 21,7 % la papa. Le sigue en 
importancia las hortalizas con el 16,6 %, el maíz con 5,9 % y los cítricos con 0,16 %. 
 El recurso hídrico de la Argentina se estima en 21.685 m3/s distribuidos en 4 cuencas: 
Cuenca del Plata, Vertiente Atlántica, Pacífico y Cuencas cerradas sin salida al mar. 
 
 
4.- EL RIEGO EN ENTRE RIOS 
 A la provincia de Entre Ríos se la puede considerar como atípica en lo que se refiere a 
riego tradicional, si se la compara con zonas áridas y semiáridas del país. 
 Sin embargo la sueprficie bajo riego es significativa, llegando a valores cercanos a las 
90.000 has, de las cuales un 95 % son dedicadas al cultivo del arroz (80.000 has) y en menor 
escala al citrus (5.500 has), hortícolas bajo cubierta (50 has) y maíz (700 has). 
 En el cultivo de arroz el método utilizado es el de melgas en contorno por inundación. 
La principal fuente de aprovisionamiento para el riego es de origen subterráneo proveniente de 
un acuífero de gran potencia que se extiende por gran parte del territorio provincial, ubicado 
en una franja que se extiende entre el río Uruguay y el río Gualeguay, se lo puede considerar 
como uno de los principales acuíferos del país por su potencia, calidad y producción. 
 La citricultura es otra de las actividades importantes en nuestra Provincia. La misma 
está orientada a la producción de fruta fresca y de la misma la mayor parte se destina a la 
exportación. En años severos en donde la sequía se extiende de Diciembre a Marzo puede 
haber efectos en la producción de más de una campaña y también en el estado y futuro de la 
plantación. 
 En la década del 60 para solucionar en parte esta problemática comenzó a utilizarse el 
riego sobre la copa de los árboles mediante aspersores de gran tamaño. Este sistema si bien 
solucionaba el problema de la sequía requería de grandes inversiones y al mismo tiempo influía 
sobre algunos problemas sanitarios en las plantaciones (Cancrosis) al generar un ambiente 
húmedo. 
 En los últimos años el sistema de riego localizado se ha impuesto y logra de esta 
manera solucionar el déficit hídrico, obtener una mejor eficiencia en el uso del agua y mejorar 
la calidad comercial de la fruta. Los más difundidos son la microaspersión (75 %) y el goteo 
(25 %). 
 La horticultura bajo cubierta en la provincia se limita a los cinturones verdes de las 
ciudades como Paraná, Colón donde se encuentra el 23 % del total provincial, Concordia, 
Gualeguaychú y Nogoyá. El tipo de riego utilizado es localizado y corresponde al goteo, el 50 
% de la superficie y el resto a mangueras perforadas. 
 De los otros cultivos regados, el más importante es el maíz. Se utilizan los sistemas de 
pivot central, cañón aspersor y avance frontal. Los rendimientos promedios sin riego se 
encuentran entre 2500 y 3000 kg/ha, con riego y fertilización se han obtenido rendimientos de 
9500 kg/ha. 
 
 
 
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5.- EL CICLO HIDROLOGICO 
 Si bien puede aducirse que el planteo del ciclo del agua en la naturaleza es un tema 
elemental y que ha sido ampliamente tratado por diferentes autores y desde distintos puntos de 
vista, no es menos cierto que el resultado de esta situación es justamente la existencia de gran 
cantidad de expresiones, definiciones y conceptos con diferentes enfoques y profundidad. 
 Si se considera primeramente al sistema planeta tierra se observa que el agua en sus 
tres estados, gaseoso, líquido y sólido, se encuentra en la atmósfera, en la litósfera y en la 
hidrósfera. 
 Se entiende acá por ciclo del agua, al movimiento que ésta realiza con o sin cambio de 
estado, y conservando la masa total y que como resumen se puede sintetizar en los siguientes 
componentes principales: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Pc: conjunto de precipitaciones sobre continentes 
Po: conjunto de precipitaciones sobre océanos. 
Ec: volumen total evaporado de los continentes 
Eo: volumen total evaporado de los océanos 
T o-c: transporte atmosférico resultante desde los océanos hacia 
 los continentes. 
T c-o: transporte superficial y subterráneo resultante desde los 
 continentes hacia los océanos. 
 De este esquema global interesa analizar lo que sucede en la parte continental y dentro 
de ésta, es necesario fijar sistemas de referencia, espacios o áreas en las cuales se intentará 
explicar y posteriormente relacionar y computar los componentes del ciclo hidrológico. Estos 
sistemas de referencia son por lo general las cuencas, término tan conocido como discutido. 
 Se puede resumir como definición general de cuenca hidrográfica de un curso de 
agua, en una determinada sección del mismo, al área delimitada topográficamente en la cual 
los excedentes de lluvia caída son conducidos superficialmente y a través de los afluentes a la 
sección del surco considerada. Es llamada también cuenca imbrífera, cuenca topográfica, 
cuenca de captación, etc. 
 
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 En los casos en que las divisorias de aguas superficiales y de aguas subterráneas no 
coinciden, no es posible definir una sola cuenca. El concepto de cuenca hidrológica implica 
tener en cuenta ambas divisorias. 
 En general, este concepto se refiere a sistemas en que es posible asociar a un punto o 
sección de cauce determinada un área también determinada que contribuye a conformar el 
caudal de agua que por él pasa. 
 Si bien este tipo de sistema es el que más se conoce, no es menos cierto que existen 
otros de funcionamiento diferente, tal es el caso de las áreas de llanura de la Región Litoral de 
nuestro país, donde en muchos casos no existe una relación funcional de área de 
captación-seccióndel cauce de salida, debido principalmente a la falta de una red de 
avenamiento jerarquizada y a que las divisorias de aguas superficiales son dinámicas en fun-
ción de la actividad pluvial. 
 Así pues, la parte continental del ciclo del agua, referido generalmente a una cuenca, 
ha recibido diferentes representaciones, de todas las cuales se han seleccionado tres esquemas 
tipos que se diferencian netamente, dejando perfectamente claro que existen otra gran cantidad 
de esquemas con variaciones mayores o menores pero que pueden clasificarse en alguno de los 
tipos mencionados. 
 
a) Esquema de tipo físico. 
 Tratan de considerar una porción de terreno natural donde se indica la existencia del 
relieve, cursos de agua, cobertura del suelo y perfil del mismo, y acuíferos. Sobre este sistema 
actúa el estado atmosférico y como condición de borde generalmente se presentan las salidas 
al océano, condición esta última que puede ser reemplazada por la salida de un curso de agua. 
 
b) Esquema de tipo geométrico. 
 Se basan en la repartición del agua en los distintos caminos que puede seguir a partir 
de una figura geométrica determinada (generalmente un círculo), asignando una porción de 
esta figura a cada camino. La porción que se asigna a cada movimiento o almacenamiento 
puede no guardar alguna proporcionalidad con la realidad. 
 
c) Esquema de tipo diagrama de bloque. 
 Este tipo de representaciones apareció más recientemente y tiende a relacionar 
esquemáticamente las distintas vinculaciones que existen entre todos los fenómenos. Dado que 
este tipo de esquemas surgió como un elemento de base para el planteo de modelos de 
transformación lluvia-escorrentía, existen diferentes desarrollos del mismo, habiéndose elegido 
acá un esquema relativamente sencillo en el cual se presentan las relaciones funcionales más 
directas e importantes. Las hipótesis y planteos básicos con los que se parte, son los 
siguientes: 
* Se dispone de un medio físico representado por una cuenca con sus características de 
vegetación, suelo y subsuelo. 
* Sobre este sistema físico, actúan los fenómenos atmosféricos representados por el 
aporte de las precipitaciones y por la demanda de la atmósfera de incorporar vapor de 
agua. 
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* El sistema físico reacciona ante la acción de los fenómenos atmosféricos produciendo 
cambios internos, representados por distintas formas de almacenamiento y transporte 
de agua, y dando como resultado salidas del sistema físico representadas por el 
escurrimiento y pérdidas hacia la atmósfera en forma de vapor de agua. 
* Sobre la cuenca pueden actuar también aportes de agua provenientes de otras 
cuencas y puede a su vez tener pérdidas en profundidad o hacia otras cuencas. En este 
caso es un sistema físico hidrológicamente no aislado. En el caso en que no existen 
estos aportes y/o pérdidas, el sistema es hidrológicamente aislado. 
* Los efectos de almacenamiento y transporte que se producen en el sistema físico, se 
representan por un desarrollo en vertical de diferentes niveles de almacenamiento o 
reservorios y la comunicación entre los mismos. Si bien su validez es puntual, las 
consideraciones que se plantean pueden extenderse arealmente. 
 Con estos supuestos se pasa a describir los fenómenos que actúan en el ciclo y su 
relación. (Figura 5). 
 El fenómeno de PRECIPITACION (P) es la variable de entrada principal al sistema 
físico, la "exitación" ante la cual reaccionará, y se entiende por tal el agua caída en sus 
diferentes formas (lluvia, nieve, precipitaciones ocultas, etc.). 
 De la cantidad total de agua que se precipita una parte se evapora en la atmósfera antes 
de llegar al sistema físico. Esta proporción puede tener cierta importancia cuando la 
precipitación se produce en condiciones de una atmósfera ávida de vapor de agua y elevada 
temperatura. 
 En las zonas donde existe una cobertura vegetal, ésta constituye el primer nivel de 
almacenamiento o reservorio que se denominará INTERCEPCION (F), y que está constituido 
por la cantidad de agua que la vegetación es capaz de detener inicialmente. 
 Se caracteriza por ser una variable de almacenamiento de funcionamiento transitorio, 
durante el tiempo de precipitación y hasta poco tiempo después, acotada entre un valor cero 
(0) y un valor máximo que depende de las características propias de la vegetación y su 
densidad areal. 
 Parte del agua que inicialmente es retenida por la vegetación, escurre por las ramas y el 
tronco o gotea desde las hojas llegando finalmente al suelo. La diferencia entre el volumen de 
agua retenido inicialmente y el que por escurrimiento y goteo llega al suelo, se denomina 
INTERCEPCION EFECTIVA (Fe) y es la cantidad de agua que finalmente es agotada por 
evaporación volviendo a la atmósfera. 
 La cantidad de agua que del almacenamiento por intercepción o que de la precipitación 
llega directamente a la superficie del suelo se la considera como la variable 
PRECIPITACION EFECTIVA (Pe). 
 La misma se encuentra con la superficie del suelo, que constituirá el segundo nivel de 
almacenamiento o reservorio, denominado SUPERFICIAL (S). Comprende el agua que se 
acumula sobre el terreno hasta conseguir un tirante hidráulico suficiente para vencer los 
efectos de rugosidad y poder escurrir en forma de lámina y comprende también aquellos 
volúmenes que quedan retenidos en las cavidades y hondonadas del terreno sin poder escurrir. 
Sus características dependen fundamentalmente de la geomorfología del medio físico. 
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 Esta variable de almacenamiento tiene por lo tanto una componente transitoria que es 
el volumen de agua retenido inicialmente para conformar la lámina a escurrir, y otra 
componente medianamente permanente constituida por el agua que se almacena en cavidades 
naturales del terreno de características más impermeables y que es más lentamente agotada por 
evaporación. 
 Se considerará desde el punto de vista hidrológico, a la evaporación, como el cambio 
de estado de líquido a gaseoso que se produce desde superficies libres de agua, y como tal 
comprende a la que se produce desde los almacenamientos por intercepción y superficial. Es 
común denominarla EVAPORACION de SUPERFICIES LIBRES de AGUA (EV) para 
diferenciarla de lo que son las pérdidas totales a la atmósfera en forma de vapor que suelen 
denominarse PERDIDAS POR EVAPORACION (E). 
 La superficie del terreno se comporta como un tamiz de malla variable según el tipo y 
manejo del suelo y de la vegetación. Por lo tanto al interior del suelo ingresa el agua con la 
velocidad, con que lo permita el tamiz de superficie. 
 Se denomina INFILTRACION (I) a la cantidad de agua que se introduce desde la 
superficie hacia el interior del suelo. El almacenamiento por formación de lámina para escurrir, 
se conforma cuando la precipitación efectiva supera a la capacidad de infiltración, de esta 
forma se dará origen al denominado ESCURRIMIENTO SUPERFICIAL (As) que se 
propaga sobre el terreno hasta alcanzar lineas preponderantes, concentrarse y constituirse 
finalmente en parte del escurrimiento total de un curso de agua. 
 El agua infiltrada constituye la alimentación al tercer nivel de almacenamiento o 
reservorio que se denomina EN EL SUELO (H) y que es uno de los más difíciles de describir 
por su complejidad y por las diferentes formas de considerar su rol en el ciclo hidrológico. Su 
funcionamiento se clarifica cuando se analiza separadamente el proceso de humedecimiento y 
el de desecamiento. 
 Durante una lluvia, el agua que ingresa a poca profundidad puede encontrarse con 
capas de suelo de relativa mayor impermeabilidad y dar lugar a la formación de una lámina de 
detención que a su vez da lugar al denominado ESCURRIMIENTO SUBSUPERFICIALo 
HIPODERMICO (Ass) que se produce en general siguiendo en forma paralela la superficie 
del terreno, hasta que un corte o cambio brusco de pendiente lo hace aflorar en superficie o 
aporta directamente a un curso de agua. Se caracteriza por tener en general una velocidad de 
llegada a un punto determinado de un cauce menor que la del escurrimiento superficial, lo que 
provoca un tiempo de agotamiento más prolongado. El escurrimiento superficial conjun-
tamente con el escurrimiento subsuperficial constituyen el ESCURRIMIENTO DIRECTO 
(Ad) de una tormenta y algunos autores lo consideran indivisible para su utilización, lo que 
puede ser posible para aplicaciones prácticas en muchos casos. 
 El agua que se ha introducido en el suelo va humedeciendo a este rápidamente y se 
desplaza hacia abajo, constituyendo lo que se denomina "avance del frente de humedad". De 
esta forma hay un determinado volumen de agua que no es retenido por el suelo y que 
finalmente va a llegar a una zona saturada apoyada sobre un manto impermeable que 
constituye el cuarto nivel de almacenamiento o reservorio considerado FREATICO (G). Este 
volumen líquido que se ha considerado en el gráfico como RECARGA (Rh) desde el punto de 
vista que constituye los excedentes de agua de una tormenta que recargan al primer acuífero, 
es denominado también por otros autores como filtración o percolación. 
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 Durante los períodos que no existe aportes de agua al suelo se producen pérdidas por 
evaporación del suelo húmedo que se encuentra cercano a la superficie. 
 Por otra parte la vegetación a través de sus raíces toma agua de la almacenada en el 
suelo y la transpira a través de sus estomas. Al ser la fuente de abastecimiento la misma para 
estos dos procesos es prácticamente imposible diferenciar claramente los porcentajes que 
corresponden a cada uno y, es por ello que en hidrología son considerados en conjunto bajo la 
denominación de EVAPOTRANSPIRACION (ET). 
 A medida que se va produciendo esta redistribución del agua en el suelo por efecto de 
la evapotranspiración, la zona saturada que constituye el almacenamiento freático alimenta a 
su vez al suelo que tiene por encima por ASCENSO CAPILAR (C). 
 Estas relaciones en períodos de humedecimiento y de desecamiento que vinculan al 
nivel de almacenamiento de agua en el suelo con el nivel de almacenamiento freático están 
fuertemente condicionadas por la profundidad a que se encuentra el segundo de ellos. 
 Un nivel freático muy cerca de la superficie y otro muy profundo caracterizan un 
funcionamiento del sistema totalmente distinto. 
 Se llega así al último de los reservorios planteados en este esquema. El agua que se 
acumula en él y que constituye el acuífero freático tiene un movimiento regido por las leyes del 
escurrimiento en medios porosos saturados. En una cuenca hidrológicamente aislada, cuando 
el nivel freático intercepta a los cauces que conforman la red de avenamiento, descarga en 
ellos proporcionando lo que se denomina ESCURRIMIENTO de BASE o SUBTERRANEO 
(Ag) que sumándose al escurrimiento directo, dan por resultado el ESCURRIMIENTO 
TOTAL (A) que transporta un cauce. 
 Si el nivel de agua en un curso que se intercepta con el nivel freático es mayor que 
éste, se puede producir el fenómeno inverso y entonces el agua de escurrimiento del cauce, 
RECARGA (Ra) al acuífero freático. 
 Debido a las diferentes leyes físicas que gobiernan al escurrimiento directo y al 
escurrimiento de base, las velocidades y los tiempos de aporte a un cauce son diferentes. 
 Generalmente el directo proporciona los volúmenes de agua más importantes que 
conforman una crecida debido a una lluvia, mientras el de base proporciona los volúmenes de 
agua que escurren en períodos no lluviosos. 
 Queda claro que el derrame total que transporta un curso en un momento determinado 
puede estar constituido por aporte directo o de aporte de base o de ambos a la vez. 
 En una cuenca hidrológicamente no aislada pueden existir aportes subterráneos al 
almacenamiento freático esporádicos o permanentes y también pérdidas subterráneas hacia 
otras cuencas o en profundidad. 
 Resumiendo, para una cuenca hidrológicamente aislada, las variables que actúan son 
las siguientes: 
Variable de entrada al sistema físico: Precipitación. 
Variable de salida del sistema físico: Pérdidas por evaporación, evapotranspiración y 
escurrimiento total. 
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Variables de almacenamiento del sistema físico: Almacenamiento por intercepción, 
Almacenamiento superficial, Almacenamiento del agua en el suelo y Almacenamiento 
freático. 
Variables de transporte interno del sistema físico: Goteo y escurrimiento por el tronco, 
Infiltración, Recarga y Ascenso capilar. 
 
 
 6.- ESTABLECIMIENTO DE BALANCES HIDROLOGICOS 
 En el ciclo hidrológico en la naturaleza, o en una porción del mismo como la descripta 
en el punto anterior debe existir, conforme al principio de conservación de masa, un equilibrio 
entre las entradas, las salidas y las variaciones del sistema considerado. Las relaciones 
cuantitativas que se establecen para representar a este equilibrio, constituyen las formulaciones 
de los balances hidrológicos. 
 Para poder establecer un balance hidrológico es imprescindible definir el sistema o 
porción del mismo a que se aplica y el intervalo de tiempo que se considera. Por lo tanto no 
existe una única expresión del balance sino tantas como asociaciones de sistemas e intervalos 
de tiempo pueda plantearse. Se entiende por ello que la llamada ecuación general o 
fundamental del ciclo hidrológico que aparece en muchos textos puede ocasionar confusiones 
o errores conceptuales a lectores no avanzados en la materia, al no estar acotada espacial ni 
temporalmente. 
 A continuación se presentarán los casos más generales de balances, dejando otros más 
particulares que se analizarán cuando se desarrollen los temas específicos. En el planteo del 
ciclo hidrológico realizado en el punto anterior se ha acotado perfectamente un sistema físico 
representado por una cuenca, sobre la cual se realizará un primer balance. Como es bien 
conocido, los fenómenos naturales y entre ellos los hidrológicos presentan temporalmente un 
componente cíclico anual que será el intervalo de tiempo que interesa primeramente plantear. 
 
 
6.1- BALANCE ANUAL 
 En el término de un año, en una cuenca hidrológicamente aislada la cantidad total de 
precipitación que ha entrado al sistema físico considerado se ha transformado dando lugar a 
variables de salida y a variaciones en las variables de almacenamiento. La ecuación de balance 
puede expresarse así: 
 
 P = E + A ± S ± H ± G 
 
 Se observa que la variable de almacenamiento por intercepción no interviene por 
cuanto, como ya se difinió, la misma es de carácter transitorio y la cantidad de agua que 
durante las tormentas se hubiere almacenado se ha transformado en evaporación o en aporte al 
suelo al cabo de un año. 
 Tampoco intervienen las variables de transporte del sistema físico, puesto que las 
mismas solo representan movimientos y distribuciones que al cabo de un año quedan 
computadas en las variables de salida o de almacenamiento. 
 El fenómeno de precipitación es de características episódicas, pero la variable 
precipitación anual, se considera como un evento individual compuesto por la suma de los 
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episodios lluviosos ocurridos durante el año. Es una variable que asume valores entre montos 
mínimos y máximos que dependen de las características climáticas del lugar que se estudia. 
 Las pérdidas o salidas por evaporación yevapotranspiración representan fenómenos 
temporalmente continuos y su monto anual se obtiene por integración de ese período de 
tiempo. También asume valores entre montos mínimos y máximos, pero éstos dependen no 
solamente de las características climáticas del lugar sino también de la disponibilidad de agua 
del sistema físico para alimentar a los procesos. El valor máximo que puede asumir se 
encuentra por lo tanto acotado por una parte de la capacidad evaporante de la atmósfera, es 
decir el máximo que puede admitir, y por otra parte la capacidad que tiene el sistema físico 
para ofrecer agua para ser evaporada o evapotranspirada. Por estas razones los valores 
anuales presentan una variabilidad menor que los de precipitación. 
 Las variables de almacenamiento superficial, en el suelo y freática se caracterizan por 
estar acotadas entre un valor mínimo y un máximo que dependen de las características 
fisiográficas del lugar, geomorfología, vegetación, suelo y subsuelo. Las sumas de las 
capacidades de almacenamiento de cada nivel, conforman la capacidad de almacenamiento 
total del sistema que constituye la característica más importante del mismo. En la ecuación de 
balance estos términos se computan como variación de almacenamiento con respecto al año 
anterior ( ), dada que los valores absolutos que asume son acumulativos. 
 La indicación de signos positivos o negativos en las variaciones de almacenamiento 
muestra que para el año considerado los niveles de almacenamiento pueden haber aumentado 
o disminuido respecto del año anterior, lo que ocurre generalmente según se trate de años 
húmedos o secos respectivamente. 
 El escurrimiento es un fenómeno temporalmente continuo aunque puede asumir el 
valor cero durante prolongados períodos y su monto anual se obtiene por integración en ese 
período de todos los procesos anteriores, es sin duda el de mayor variabilidad. Se encuentra 
acotado entre un valor mínimo, y un máximo que dependen del momento de precipitación y de 
la capacidad de almacenamiento del sistema físico. 
 Si el balance se plantea para una cuenca hidrológicamente no aislada deben 
considerarse otros aportes y pérdidas según el esquema del ciclo presentado. Si parte de las 
precipitaciones son nivales debe considerarse que proporción de las mismas aporta 
efectivamente en el período considerado y que proporción lo hace en el período siguiente. 
 La expresión del balance quedaría en estos casos: 
 
 Ga + Na + P = E + A + Gp + Np ± S ± H ± G 
 
donde: 
Ga: aporte de aguas subterráneas de otras cuencas. 
Na: aporte por nieve proveniente del período anterior. 
Gp: pérdidas de agua subterráneas hacia otras cuencas o en pro 
 fundidad. 
Np: transferencia de nieve hacia el período siguiente. 
 Si se dispone de registros de todas las variables intervinientes durante una serie de años 
y se plantea el promedio de todos los valores anuales, se obtiene por resultado el balance 
medio para una cuenca o sistema hídrico determinado. Si esto se hace para una cuenca 
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hidrológicamente aislada y además se cumple con el requisito de que el sistema sea 
estacionario, es decir sea invarianble temporalmente, lo que proporciona series de datos 
homogéneos, se encuentra la siguiente relación: 
 
 P = E + A 
donde: 
P: precipitación media anual para el período. 
E: pérdidas por evaporación y evapotranspiración media anual 
 para el período. 
A: escurrimiento medio anual para el período. 
 Como resulta evidente, las variaciones de almacenamiento que son de signos positivos 
y negativos en una serie de años se anulan al promediarse. Si esto no se verifica significa por 
ejemplo que los almacenamientos superficiales promedio, o la humedad promedio del suelo, o 
el nivel freático medio tienden a aumentar o disminuir con el tiempo y por lo tanto deja de ser 
ya un sistema estacionario. 
 En intervalos de tiempo histórico, los regímenes hidrológicos son estacionarios, 
mientras se encuentran en estado natural. 
 Esto no significa que sean estáticos, sino que sus variaciones son propias de la 
estabilidad del sistema. 
 En intervalos de tiempo geológicos, los regímenes son no estacionarios. 
 La intervención del hombre en el medio físico modifica las relaciones preexistentes 
entre los elementos del ciclo hidrológico. Estas modificaciones son a veces imperceptibles y 
muy lentas y no afectan la estabilidad de los sistemas en intervalos históricos. 
 En función del objetivo de este balance, que es encontrar una relación 
lluvia-escorrentía, en el ciclo hidrológico presentado en el punto anterior se considerará 
solamente la porción superior del sistema físico hasta el almacenamiento superficial: 
 
 P = F + S + I + As 
 
 La evaporación de los almacenamientos por intercepción y superficial no se ha tomado 
en cuenta considerando que las condiciones propicias para este proceso son mínimas durante 
el tiempo de lluvia e inmediatamente después y, además el corto intervalo de tiempo para el 
que se realiza este balance minimiza dichas pérdidas. Esto puede no ser valedero en ciertas 
regiones y a medida que el tiempo de análisis aumenta. Las pérdidas por evaporación directa 
de la lluvia quedan computadas al trabajar con registros obtenidos con instrumental instalado 
muy cerca de la superficie (1,50 m). 
 Las variaciones de almacenamiento por intercepción y superficial son en este caso 
siempre positivas y dependen en magnitud del estado de almacenamiento anterior y de su 
capacidad máxima. Se suelen denominar pérdidas iniciales puesto que existe una tendencia a 
que sean satisfechas en forma prioritaria a las otras variables. 
 Se ve en este caso como una variable interna del sistema total puede pasar a ser 
considerada una variable de salida, tal es el caso de la infiltración. 
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 Si se tiene en cuenta que las variaciones de almacenamiento y la infiltración están 
acotadas por capacidades máximas se observará que todo incremento en las precipitaciones 
cuando se ha superado los límites de almacenamiento y de capacidad de infiltración se 
traducirá en aumentos directos de agua disponible para escurrimiento superficial. Es de 
especial importancia tener en cuenta que la capacidad de infiltración se expresa en términos de 
intensidad, es decir la velocidad con que el agua puede introducirse en el suelo, por lo tanto la 
cantidad de agua disponible para escurrimiento superficial dependerá no solamente de la 
cantidad de precipitación sino también de su intensidad. 
 Si se expresa el escurrimiento superficial como resultante de las otras variables: 
 
 As = P - F - S - I 
 
se observa claramente que la estimación simplista a través de los llamados coeficientes de 
escorrentía µ 
 
 As = µ P 
 
es tremendamente dificultosa pues este coeficiente µ, lejos de ser una constante, engloba a una 
serie de variables que dependen del estado de almacenamiento de la cuenca en el momento de 
producirse una tormenta y de la distribución areal y temporal de la misma. 
 
 
6.2.- OTROS BALANCES 
 Existen otra gran cantidad de expresiones de balance, según el sistema considerado y el 
intervalo de tiempo de referencia y que sirven a distintos objetivos. 
 Pueden mencionarse como ejemplo los balances continuos, generalmente para cortos 
intervalos de tiempo, en los cuales los valores que asumen las variables en cada paso de 
tiempo están vinculados con los valores del intervalo anterior y posterior. se estudian 
generalmente por medio de modelos matemáticos. Es común también la utilización de balances 
medios para intervalos de tiempo mensuales. 
 Entre los que se aplican a subsistemas particulares o parcializados pueden mencionarse 
los balances para intercepción por vegetación, los balances dereservorios superficiales 
naturales o artificiales, los balances de recarga y descarga de acuíferos, etc. 
 
 
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