El ciclo del agua

Pregunta esencial

¿Cómo se mueve el agua entre los seres vivos y el resto de la Tierra?

El agua de la Tierra se recicla una y otra vez. Es probable que el agua que bebes hoy ya haya caído como lluvia, haya corrido hacia el mar y haya subido a las nubes muchas veces. En esta lección seguirás los procesos que mueven el agua y verás cómo el Sol, la gravedad, las plantas y las personas dan forma al ciclo del agua.

Dónde está el agua de la Tierra

• Cerca del 97.5% del agua de la Tierra es agua salada
• Solo el 2.5% es agua dulce
• La mayor parte del agua dulce está congelada o bajo tierra
• La vida en la tierra depende de una parte diminuta

Un lugar donde se almacena agua se llama reservorio. Los océanos son por mucho el más grande y contienen cerca del 97.5% de toda el agua de la Tierra. Solo cerca del 2.5% es agua dulce, y la mayor parte está atrapada en hielo y glaciares o almacenada bajo tierra como agua subterránea. Los lagos, los ríos, la humedad del suelo, el aire y los seres vivos juntos contienen solo cerca del 1.2% del agua dulce. Las plantas y los animales terrestres, incluidas las personas, dependen de esta pequeña parte.

Procesos que mueven el agua

• Evaporación: el agua líquida se convierte en vapor
• Condensación: el vapor se enfría y forma gotitas de nube
• Precipitación: lluvia, nieve, aguanieve o granizo
• Escurrimiento e infiltración: el agua corre sobre el suelo o se filtra en él

El agua se mueve entre reservorios mediante unos cuantos procesos. La evaporación convierte el agua líquida de los océanos, los lagos y el suelo en vapor de agua. Cuando el aire húmedo sube y se enfría, el vapor se condensa en gotitas diminutas que forman las nubes. Cuando las gotitas crecen y pesan lo suficiente, caen como precipitación. En tierra, parte del agua corre por la superficie como escurrimiento hacia los arroyos y de regreso al océano, y parte se infiltra, es decir, se filtra en el suelo y vuelve a llenar el agua subterránea. Las plantas también liberan vapor de agua por la transpiración.

El Sol y la gravedad impulsan el ciclo

• La energía del Sol evapora el agua
• La evaporación absorbe energía
• La condensación libera energía
• La gravedad jala hacia abajo la precipitación y el escurrimiento

Dos cosas mantienen en marcha el ciclo del agua. La energía del Sol calienta el agua y les da a las moléculas la energía suficiente para romper sus puentes de hidrógeno y escapar como vapor. Cuando el vapor se condensa en las nubes, esa energía se libera y calienta el aire. La gravedad hace el resto. Jala la precipitación hacia el suelo y jala el escurrimiento y el agua subterránea cuesta abajo hacia el océano.

Los seres vivos en el ciclo del agua

• Las raíces absorben agua del suelo
• La cohesión y la adhesión ayudan a que el agua suba por el xilema
• Transpiración: el vapor de agua sale por los estomas
• Los animales también toman y liberan agua

Las plantas son un camino importante en el ciclo del agua. Las raíces absorben agua, y la cohesión y la adhesión ayudan a subirla por los tubos estrechos del xilema hasta las hojas. Las hojas tienen poros diminutos llamados estomas que se abren para tomar dióxido de carbono para la fotosíntesis. Cuando los estomas se abren, se escapa vapor de agua, lo que se llama transpiración. Un solo árbol grande puede liberar cientos de litros de agua en un día. Los animales también toman agua al beber y al comer, y la liberan al exhalar, sudar y excretar desechos.

Las personas cambian el ciclo del agua

• El pavimento y los techos impiden la infiltración
• Más escurrimiento: más inundaciones y contaminación
• Menos infiltración: menos agua subterránea
• Talar bosques reduce la transpiración

La gráfica compara qué pasa con la lluvia en un bosque y en una ciudad casi toda pavimentada (valores aproximados). En el bosque, la mayor parte de la lluvia se filtra en el suelo o regresa al aire por evapotranspiración (evaporación más transpiración). En la ciudad, las calles y los techos impiden la infiltración, así que más de la mitad de la lluvia se vuelve escurrimiento. El escurrimiento extra arrastra contaminantes a los arroyos y puede causar inundaciones, y al haber menos infiltración, menos agua recarga el agua subterránea que muchas personas beben.

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Ejemplos resueltos

Primero intenta resolver cada problema por tu cuenta y luego abre la solución para revisar tu trabajo.

Ejemplo 1: ¿Cuánta agua dulce es hielo?

La Tierra tiene cerca de 1.39 × 10⁹ km³ de agua. Usa los porcentajes de la lección para calcular cuánta es agua dulce y cuánta de esa agua dulce es hielo.

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1. Agua dulce: 2.5% del total = 0.025 × (1.39 × 10⁹ km³) = 3.5 × 10⁷ km³
2. Hielo: 68.7% del agua dulce = 0.687 × (3.5 × 10⁷ km³) = 2.4 × 10⁷ km³
3. Comprobación: el hielo es cerca del 1.7% de toda el agua de la Tierra, así que la mayor parte sigue fuera del alcance de los organismos terrestres.
4. Respuesta: Cerca de 3.5 × 10⁷ km³ es agua dulce, y cerca de 2.4 × 10⁷ km³ de esa agua es hielo.

Ejemplo 2: Transpiración en días soleados y nublados

Un estudiante mide cuánta agua pierde cada hora una planta en maceta en un día soleado y en un día nublado. ¿Cuándo pierde agua más rápido la planta? ¿Por qué pierde menos en el día nublado?

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1. Lee la gráfica: en los dos días, la mayor pérdida de agua ocurre a las 2 PM: 62 mL/h en el día soleado y 23 mL/h en el día nublado.
2. Compara: 62 ÷ 23 ≈ 2.7, así que la planta pierde casi 3 veces más agua a las 2 PM en el día soleado.
3. Razonamiento: al inicio de la tarde hay luz solar fuerte y aire cálido, así que los estomas están abiertos para la fotosíntesis y el agua se evapora más rápido. Las nubes bloquean la luz solar y enfrían el aire, así que escapa menos agua.
4. Respuesta: Más rápido al inicio de la tarde. Menos luz solar y aire más frío en el día nublado hacen más lenta la transpiración.

Ejemplo 3: Lluvia en un bosque y en una ciudad

Usa la gráfica del bosque y la ciudad. Una región recibe 1,000 mm de lluvia en un año. ¿Cuánto se vuelve escurrimiento en el bosque y en la ciudad? ¿Cuánto se filtra a gran profundidad en cada uno?

	Bosque	Ciudad
Escurrimiento	10% de la lluvia	55% de la lluvia
Infiltración profunda	25% de la lluvia	5% de la lluvia

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1. Escurrimiento: bosque 0.10 × 1,000 mm = 100 mm; ciudad 0.55 × 1,000 mm = 550 mm
2. Infiltración profunda: bosque 0.25 × 1,000 mm = 250 mm; ciudad 0.05 × 1,000 mm = 50 mm
3. Compara: la ciudad produce 550 ÷ 100 = 5.5 veces más escurrimiento, y recarga el agua subterránea solo 50 ÷ 250 = una quinta parte.
4. Respuesta: Escurrimiento: 100 mm en el bosque y 550 mm en la ciudad. Infiltración profunda: 250 mm y 50 mm.

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Práctica

Nombra los procesos en un modelo del ciclo del agua, haz cálculos con los reservorios de agua de la Tierra y usa datos de transpiración y escurrimiento como evidencia. Inténtalo primero por tu cuenta y luego revisa tu trabajo con la clave de respuestas.

• Hoja de práctica: El ciclo del agua (PDF) (en inglés)
• Clave de respuestas: El ciclo del agua (PDF) (en inglés)

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Diapositivas de la lección

• Diapositivas 1.2: El ciclo del agua (PDF) (en inglés)

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Ideas clave

• Los océanos contienen la mayor parte del agua; poca es dulce y líquida
• Evaporación, condensación, precipitación, escurrimiento, infiltración
• El Sol y la gravedad impulsan el ciclo
• Las plantas mueven agua por transpiración
• Pavimentar aumenta el escurrimiento y reduce el agua subterránea

De vuelta a la pregunta esencial: el agua se mueve entre los océanos, el aire, la tierra y los seres vivos por evaporación, condensación, precipitación, escurrimiento e infiltración, impulsadas por el Sol y la gravedad. Las plantas sacan agua del suelo y la liberan por transpiración, y los animales toman y liberan agua todos los días. A continuación, seguirás otro tipo de materia a través de los seres vivos: el carbono.

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