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Hidrología y Climatología

El ciclo del agua: cómo circula el agua por el planeta

El agua de la Tierra es siempre la misma y lleva miles de millones de años circulando entre océanos, atmósfera, hielo, suelo y acuíferos. Entender ese recorrido explica por qué hay regiones con abundancia y otras con sequía.

Por Clara Sánchez Cerdà Lectura de 5 min Nivel: introductorio

EN 30 SEGUNDOS

  • Casi el 97 % del agua de la Tierra está en los océanos y solo un 2,5 % es dulce, la mayor parte en forma de hielo y agua subterránea.
  • La energía del Sol mueve el ciclo, que evapora cada año más de 480.000 km³ de agua.
  • Sobre los océanos se evapora más agua de la que llueve, y la atmósfera transporta ese excedente hacia los continentes.
  • La distribución del agua no es homogénea, y la actividad humana modifica la forma en que circula por cada territorio.

Dónde está el agua de la Tierra

El volumen total de agua del planeta ronda los 1.386 millones de km³ y apenas ha variado en millones de años. Lo que cambia es dónde se encuentra. El 96,5 % está en los océanos y es salada. El agua dulce supone solo un 2,5 % del total, y casi toda está fuera de nuestro alcance inmediato. Cerca del 69 % del agua dulce está congelada en los casquetes polares, los glaciares y la nieve permanente, y alrededor del 30 % está bajo tierra, en los acuíferos. Los ríos, los lagos, la humedad del suelo y la atmósfera juntos no llegan al 1 % del agua dulce.

Las grandes reservas de agua

ReservaVolumen (km³)% del total% del agua dulce
Océanos y mares1.338.000.00096,5—
Hielo y glaciares24.364.0001,7669,6
Agua subterránea dulce10.530.0000,7630,1
Agua subterránea salina12.870.0000,93—
Lagos de agua dulce91.0000,0070,26
Humedad del suelo16.5000,0010,05
Atmósfera12.9000,0010,04
Ríos2.1200,00020,006

Valores según Shiklomanov (1993), recogidos por el Servicio Geológico de Estados Unidos.

Las etapas del ciclo

El ciclo del agua, o ciclo hidrológico, es la circulación continua del agua entre esas reservas. No tiene un principio ni un final, pero suele explicarse a partir de la evaporación, porque es el punto en el que la energía del Sol pone el agua en movimiento.

La evaporación convierte el agua líquida de océanos, lagos, ríos y suelos en vapor. Cerca del 86 % de toda la evaporación del planeta ocurre en los océanos. En tierra firme, una parte importante del vapor procede de las plantas, que absorben agua por las raíces y la liberan por los estomas de las hojas en un proceso llamado transpiración. Como en la práctica es difícil separar ambos procesos, en hidrología se agrupan bajo el término evapotranspiración.

El aire húmedo asciende y, al hacerlo, se expande y se enfría. Cuando alcanza la temperatura a la que ya no admite más vapor, este se condensa en gotas minúsculas o cristales de hielo alrededor de partículas en suspensión, los núcleos de condensación, y se forman las nubes. Si esas gotas crecen lo suficiente, caen como precipitación en forma de lluvia, nieve o granizo.

Una vez en el suelo, el agua puede seguir varios caminos. Una parte circula por la superficie como escorrentía hasta los ríos, los lagos y el mar. Otra se infiltra, es decir, entra en el suelo, donde puede quedar retenida y ser aprovechada por las plantas o seguir descendiendo por percolación a través de la zona no saturada. El agua que llega a la zona saturada recarga los acuíferos. Desde allí se desplaza lentamente y, con el tiempo, vuelve a la superficie a través de manantiales, alimenta el caudal de los ríos en los periodos sin lluvia o descarga directamente en el mar.

Cuánto tiempo pasa el agua en cada lugar

Cada reserva renueva su agua a un ritmo muy distinto. El tiempo medio que una molécula permanece en una reserva se llama tiempo de residencia, y explica por qué unas fuentes de agua se recuperan en días y otras tardan siglos.

ReservaTiempo de residencia medio
Atmósfera9 días
Humedad del suelo1 a 2 meses
Ríos2 a 6 meses
Lagos50 a 100 años
Agua subterránea poco profunda100 a 200 años
Océanosunos 3.200 años
Agua subterránea profundahasta 10.000 años
Hielo de la Antártidaunos 20.000 años

Valores orientativos según Pidwirny (2006).

La atmósfera contiene muy poca agua en un momento dado, pero la renueva unas cuarenta veces al año. Un acuífero profundo, en cambio, puede contener agua que se infiltró hace miles de años. Por eso un acuífero sobreexplotado no se recupera con unas cuantas temporadas de lluvia.

Un ciclo que no es igual en todas partes

Las descripciones del ciclo suelen presentarlo como si el agua se evaporara y precipitara en el mismo lugar, pero a escala global no ocurre así. Según las estimaciones de Trenberth y otros (2007), sobre los océanos se evaporan cada año unos 413.000 km³ de agua y precipitan unos 373.000. La diferencia, unos 40.000 km³, viaja por la atmósfera hacia los continentes, donde cae como precipitación y regresa al mar a través de los ríos y los acuíferos.

Esa redistribución depende de la circulación atmosférica, de la temperatura de los océanos y del relieve. Por eso conviven regiones donde la precipitación supera ampliamente a la evapotranspiración con otras donde ocurre lo contrario. El balance hídrico de una cuenca resume esa relación.

P = ET + Q + ΔS

Donde P es la precipitación, ET la evapotranspiración, Q la escorrentía que sale de la cuenca y ΔS la variación del agua almacenada en el suelo, los acuíferos, los embalses o el hielo.

La actividad humana también interviene en cada uno de esos términos. La deforestación reduce la evapotranspiración y, con ella, el vapor que las propias selvas devuelven a la atmósfera y que alimenta la lluvia en el interior de los continentes. La urbanización impermeabiliza el suelo, aumenta la escorrentía y reduce la infiltración. Y la extracción de agua por encima de la recarga vacía los acuíferos más rápido de lo que el ciclo puede reponerlos.

La sequía

Una sequía es un periodo en el que la disponibilidad de agua queda por debajo de lo habitual en un territorio durante el tiempo suficiente para causar impactos. Es un fenómeno relativo a cada lugar, y se distinguen varios tipos encadenados. La sequía meteorológica es la falta de precipitación respecto a la media. Si se prolonga, el suelo pierde humedad y aparece la sequía agrícola. Más tarde bajan los caudales de los ríos, los embalses y los acuíferos, y se habla de sequía hidrológica. Cuando la escasez afecta al abastecimiento y a la economía, se considera sequía socioeconómica.

Entender el ciclo del agua permite anticipar estas situaciones y gestionar el agua teniendo en cuenta cuánto tarda cada reserva en recuperarse.

Fuentes y lecturas recomendadas

  • Shiklomanov, I. (1993). World fresh water resources. En Gleick, P. H. (ed.), Water in Crisis. Oxford University Press.
  • Trenberth, K. E., Smith, L., Qian, T., Dai, A. y Fasullo, J. (2007). Estimates of the global water budget and its annual cycle using observational and model data. Journal of Hydrometeorology, 8, 758–769.
  • Pidwirny, M. (2006). The Hydrologic Cycle. Fundamentals of Physical Geography, 2.ª ed.
  • Custodio, E. y Llamas, M. R. (1983). Hidrología subterránea. Ediciones Omega.