Atmósfera, Agua y Contaminación: Procesos Clave del Planeta

Gases Contaminantes de la Atmósfera

• Dióxido de azufre (SO₂)
• Óxidos de nitrógeno (NOx)
• Dióxido de carbono (CO₂)
• Monóxido de carbono (CO)

Calentamiento Global y Efecto Invernadero

Gases como el vapor de agua (H₂O), metano (CH₄), ozono (O₃) y los CFC (clorofluorocarbonos) producen de forma natural el efecto invernadero al retener parte de la radiación infrarroja emitida por la superficie terrestre tras ser calentada por el sol. Cuando la concentración de estos gases en la atmósfera aumenta (principalmente debido a actividades humanas), este efecto se intensifica, elevando la temperatura global del planeta. Este fenómeno, conocido como calentamiento global, podría acarrear consecuencias graves como:

• Fusión del hielo polar y glaciares.
• Aumento del nivel del mar.
• Alteraciones en los patrones climáticos y aumento de eventos extremos.
• Cambios drásticos en los ecosistemas.

Destrucción de la Capa de Ozono

La capa de ozono, situada en la estratosfera, nos protege de la radiación ultravioleta nociva del sol. Su destrucción es causada principalmente por la emisión de gases CFC (utilizados antiguamente en aerosoles y refrigeración) y otros compuestos halogenados. Estos gases, al llegar a la estratosfera, reaccionan fotoquímicamente liberando átomos (como el cloro) que destruyen las moléculas de ozono (O₃) de forma catalítica.

Origen y Distribución del Agua

El 97% del agua total de la Tierra se encuentra en océanos y mares (agua salada).

Origen del Agua

Se cree que la mayor parte del agua terrestre surgió del interior del planeta durante su formación, liberada a través de la actividad volcánica. Otra parte importante podría proceder del exterior, traída por asteroides y cometas que impactaron sobre la Tierra primitiva. La intensa actividad volcánica inicial enriqueció la atmósfera con vapor de agua que, al enfriarse el planeta, se condensó y precipitó, formando los océanos.

Distribución del Agua Dulce

El agua dulce representa solo un 3% del total. Su distribución es la siguiente:

• Agua sólida (aproximadamente 68.8% del agua dulce): Se encuentra congelada en glaciares y casquetes polares.
• Agua subterránea (aproximadamente 30.1% del agua dulce): Agua almacenada en el subsuelo, formando acuíferos.
• El porcentaje restante (alrededor del 1.1%) corresponde a aguas superficiales (lagos, ríos), agua en la atmósfera y en los seres vivos.

Salinidad y Desalinización

La salinidad es la medida del contenido de sales disueltas en una masa de agua. El agua del mar tiene una alta salinidad que la hace no apta para el consumo directo o la agricultura. Sin embargo, puede tratarse para obtener agua dulce mediante procesos de desalinización (como la ósmosis inversa o la destilación).

El Ciclo del Agua (Ciclo Hidrológico)

Es el proceso continuo de circulación del agua en la hidrosfera terrestre.

Fases del Ciclo:

• Evaporación y Transpiración: El calor del sol provoca la evaporación del agua de las superficies líquidas (mares, océanos, ríos, lagos). Las plantas también liberan vapor de agua a la atmósfera a través de la transpiración. El conjunto de ambos procesos se denomina evapotranspiración.
• Condensación: El vapor de agua asciende en la atmósfera, se enfría y se condensa, formando pequeñas gotas de agua líquida o cristales de hielo, que se agrupan originando las nubes.
• Precipitación: Cuando las gotas o cristales en las nubes crecen lo suficiente o alcanzan zonas más frías, caen a la superficie terrestre por gravedad en forma de lluvia, nieve o granizo.
• Infiltración y Escorrentía: El agua que llega al suelo puede seguir dos caminos principales:
  • Infiltración: Penetra a través del suelo y las rocas, recargando las aguas subterráneas (acuíferos).
  • Escorrentía: Fluye sobre la superficie del terreno (escorrentía superficial), formando torrentes, arroyos, ríos y lagos que eventualmente desembocan en el mar; o bien fluye bajo tierra (escorrentía subterránea).

Contaminación del Agua

El agua se considera contaminada cuando su composición o estado natural se ven alterados por la introducción de sustancias o formas de energía, de tal modo que pierde las condiciones adecuadas para los usos a los que estaba destinada (consumo humano, vida acuática, recreación, etc.).

Contaminación de Origen Natural

Producida por procesos naturales, a menudo inevitables, como una erupción volcánica (cenizas, gases disueltos), un incendio forestal (cenizas, erosión del suelo) o la disolución natural de ciertos minerales del terreno.

Contaminación de Origen Artificial (Antropogénica)

Es la causada directa o indirectamente por las actividades humanas. Las principales fuentes son:

• Aguas residuales urbanas: Procedentes del uso doméstico (desagües, alcantarillado). Contienen materia orgánica, detergentes, grasas y microorganismos patógenos.
• Actividades industriales: Vertidos de procesos productivos que pueden contener metales pesados, productos químicos tóxicos, aceites, disolventes, etc. También incluye la contaminación térmica por el uso de agua para refrigerar maquinaria.
• Actividades agrícolas y ganaderas: Arrastre o filtración de pesticidas, fertilizantes (que causan eutrofización) y desechos orgánicos de las explotaciones ganaderas.
• Centrales nucleares o termoeléctricas: Utilizan grandes cantidades de agua como refrigerante, provocando contaminación térmica al devolverla a los cauces a mayor temperatura, lo que afecta a los ecosistemas acuáticos.
• Contaminación de aguas marinas: Principalmente por vertidos de petróleo (accidentes de petroleros, limpieza de tanques, plataformas petrolíferas), basuras (especialmente plásticos) y aguas residuales urbanas e industriales vertidas sin tratamiento adecuado.

Potabilización del Agua

Es el conjunto de tratamientos físicos y químicos que se aplican al agua natural para convertirla en agua potable, es decir, apta para el consumo humano sin riesgo para la salud. Las etapas típicas en una Estación de Tratamiento de Agua Potable (ETAP) son:

1. Pretratamiento y Cribado (Desbaste): Se retiran los sólidos flotantes y de mayor tamaño (ramas, hojas, plásticos, etc.) mediante rejas y tamices.
2. Coagulación-Floculación y Decantación: Se añaden productos químicos (coagulantes) para agrupar las partículas finas en suspensión formando flóculos más grandes y pesados, que luego se depositan en el fondo por gravedad (decantación).
3. Filtración: El agua clarificada pasa a través de filtros compuestos por capas de arena, grava y a veces carbón activado, donde quedan retenidas las impurezas y partículas restantes.
4. Desinfección: Etapa crucial para eliminar los microorganismos patógenos (bacterias, virus, protozoos). Se realiza mediante la adición de agentes químicos (como el cloro o el ozono) o mediante procesos físicos (como la exposición a radiación ultravioleta).
5. Ajustes finales (Opcional): En algunos casos, se realizan ajustes de pH, se añade flúor para la prevención de caries, o se realiza una aireación (haciendo caer el agua en cascada) para oxigenarla y mejorar su sabor, eliminando posibles olores o exceso de cloro.