Los recursos hídricos

¿Qué porcentaje aproximado del agua de la Tierra es salada? ¿Dónde se concentra la mayor parte del agua dulce?

Distingue entre agua superficial, agua subterránea y agua atmosférica, y pon un ejemplo de aprovechamiento humano de cada una.

¿Qué es el ciclo hidrológico? Nombra sus procesos principales y explica qué energía lo impulsa.

¿Qué es la escorrentía superficial y qué factores del terreno (pendiente, vegetación, permeabilidad) la aumentan o la reducen?

El gráfico muestra la distribución del agua en la Tierra. El agua de ríos y lagos (marcada con «?») representa el $1,2\ \%$ del agua dulce. Calcula qué porcentaje del agua total del planeta representa y comenta qué implica esa cifra para la gestión del recurso.

¿Qué es un acuífero y qué propiedades de la roca (porosidad, permeabilidad) lo hacen posible?

¿Qué es el nivel freático y qué factores, como la recarga por las lluvias o los bombeos, hacen que suba o baje a lo largo del año?

Distingue entre acuífero libre y acuífero confinado. ¿Cuál de los dos puede dar pozos artesianos y por qué?

¿Qué es una vertiente (o manantial) y qué relación tiene con un acuífero? Explica por qué algunas vertientes solo fluyen en época húmeda.

¿Qué es la recarga artificial de acuíferos y qué técnicas se emplean (pozas de infiltración, pozos de inyección)? ¿En qué situaciones de sobreexplotación o de intrusión marina resulta especialmente útil?

Una cuenca hidrográfica mediterránea atraviesa un ciclo seco continuado a lo largo de un lustro. La evolución registrada por la autoridad de la cuenca es la siguiente:

• Año 1: La lluvia disminuye un $30\ \%$ respecto al promedio; los embalses están al $65\ \%$ y la cosecha de secano se mantiene aceptable.

• Año 2: Persiste la escasez de precipitaciones; la humedad del suelo cae drásticamente y se pierde el $80\ \%$ del cereal de secano, aunque el río principal sigue fluyendo gracias a las descargas subterráneas de un acuífero kárstico.

• Año 3: Los embalses caen por debajo del $20\ \%$, se secan vertientes y manantiales, y la administración autoriza la apertura urgente de «pozos de sequía» en los acuíferos de cabecera para salvar el riego.

• Años 4 y 5: Las lluvias se normalizan ($100\ \%$ del promedio), pero los niveles piezométricos no se recuperan, los manantiales siguen secos y varios pozos sufren problemas de subsidencia del terreno.

1. a) Identifica cronológicamente en qué años se manifiestan la sequía meteorológica, la sequía agrícola y la sequía hidrológica, justificando el desfase temporal e inercia que existe entre ellas.
2. b) Explica desde el punto de vista hidrogeológico por qué los acuíferos permitieron amortiguar el caudal en el año 2, pero sufrieron histéresis y daños mecánicos (como la compactación de formaciones acuitardas y pérdida de porosidad irreversible) tras la explotación intensiva del año 3.
3. c) Diseña un protocolo técnico para la activación de pozos de sequía: establece tres indicadores cuantitativos rigurosos (umbrales piezométricos, conductividad eléctrica del agua y caudal base ambiental) que deban cumplirse obligatoriamente para suspender de forma inmediata los bombeos de emergencia.

Ordena las etapas de una planta de tratamiento de agua potable: filtración, captación, decantación, cloración y coagulación-floculación. Explica qué se elimina en cada una de ellas.

Una planta de tratamiento de aguas servidas con tratamiento secundario utiliza lodos activados con microorganismos. Explica en qué consiste ese tratamiento biológico y qué parámetro (DBO) permite comprobar su eficacia.

¿Qué es la huella hídrica de un producto? Compara la del trigo, la de la palta y la de un kilo de carne de vacuno, y explica qué debate plantea exportar productos «ricos en agua» desde regiones secas.

Las desaladoras de ósmosis inversa abastecen a buena parte del sureste español. Explica el principio del proceso y valora sus dos grandes costes: el consumo de energía y la gestión de la salmuera.

Una comarca litoral del norte de Chile con agricultura intensiva de exportación temprana y turismo masivo solicita un trasvase anual de $150\ \text{hm}^3$ desde una cuenca del sur cuyos embalses se encuentran al $48\ \%$ de su capacidad. Como alternativa técnica, el Ministerio plantea la construcción de dos plantas desaladoras por ósmosis inversa alimentadas con un parque solar fotovoltaico anexo.

1. a) Analiza los impactos hidrogeológicos y ecológicos que provocaría la extracción continuada de caudales en el tramo bajo y la desembocadura de la cuenca cedente, considerando la variabilidad estacional del régimen fluvial de la zona sur.
2. b) Evalúa la viabilidad técnica y ambiental de la desalación como alternativa en la zona receptora: predice dos impactos ambientales específicos de las desaladoras (gestión del vertido de salmuera y balance energético) y justifica por qué el costo unitario del agua desalada suele generar rechazo entre los regantes frente a la trasvasada.
3. c) Rebate con argumentos ecológicos e hidrológicos la afirmación de la asociación de agricultores: «El agua de los ríos que desemboca en el mar es un recurso que se pierde y se desperdicia si no se trasvasa».

Una cuenca interior semiárida dispone de unos recursos renovables de $60\ \text{hm}^3/\text{año}$, frente a una demanda concesional de $75\ \text{hm}^3/\text{año}$, de los cuales el $80\ \%$ corresponde a riego tradicional por inundación. Para atajar el déficit, la administración financió la modernización integral al riego por goteo, logrando una reducción teórica del consumo en parcela del $30\ \%$. Sin embargo, tras las obras, la sobreexplotación del acuífero subyacente se ha agravado.

1. a) Explica la «paradoja de la eficiencia» (efecto rebote o paradoja de Jevons) aplicada al riego: justifica cómo influyen la reducción de los retornos de riego al acuífero y las decisiones de los agricultores (cambio a cultivos más rentables y ampliación de superficie regada) en el empeoramiento del balance hídrico global.
2. b) La planta de tratamiento de aguas servidas comarcal produce $6\ \text{hm}^3/\text{año}$ de efluente con tratamiento secundario, con una conductividad eléctrica de $2\,900\ \mu\text{S/cm}$ y $28\ \text{mg/L}$ de nitratos. Evalúa los riesgos agronómicos (fitotoxicidad, salinización del suelo) y ambientales de su uso directo en riego y deduce qué tratamientos terciarios o pautas de mezcla son obligatorios antes de su aplicación.
3. c) Diseña las líneas maestras de un plan de revisión de concesiones y derechos de aprovechamiento de agua que permita alcanzar el equilibrio cuantitativo en la cuenca, justificando qué criterios ambientales y socioeconómicos deben guiar los recortes.

Una estación de control fluvial monitorea la calidad físico-química y biológica del agua en cuatro puntos a lo largo de un río durante el período de estiaje:

• Punto 1 (cabecera forestal): $\text{OD} = 9,4\ \text{mg/L}$; $\text{DBO}_5 = 1,2\ \text{mg/L}$; $\text{DQO} = 3,0\ \text{mg/L}$; $\text{NO}_3^- = 3,5\ \text{mg/L}$; Conductividad $= 180\ \mu\text{S/cm}$; Coliformes fecales $= 15\ \text{UFC}/100\ \text{mL}$.

• Punto 2 (tras una descarga urbana sin tratamiento adecuado): $\text{OD} = 1,8\ \text{mg/L}$; $\text{DBO}_5 = 70\ \text{mg/L}$; $\text{DQO} = 115\ \text{mg/L}$; $\text{NO}_3^- = 14\ \text{mg/L}$; Conductividad $= 820\ \mu\text{S/cm}$; Coliformes fecales $= 95\,000\ \text{UFC}/100\ \text{mL}$.

• Punto 3 ($20\ \text{km}$ aguas abajo, tras un extenso valle de riego intensivo con fertilización mineral): $\text{OD} = 6,0\ \text{mg/L}$; $\text{DBO}_5 = 6\ \text{mg/L}$; $\text{DQO} = 16\ \text{mg/L}$; $\text{NO}_3^- = 72\ \text{mg/L}$; Conductividad $= 2\,200\ \mu\text{S/cm}$; Coliformes fecales $= 350\ \text{UFC}/100\ \text{mL}$.

• Punto 4 (tras un polo petroquímico e industrial con tratamiento físico-químico previo): $\text{OD} = 4,2\ \text{mg/L}$; $\text{DBO}_5 = 10\ \text{mg/L}$; $\text{DQO} = 160\ \text{mg/L}$; $\text{NO}_3^- = 11\ \text{mg/L}$; Conductividad $= 3\,100\ \mu\text{S/cm}$; Coliformes fecales $= 200\ \text{UFC}/100\ \text{mL}$.

1. a) Interpreta la biodegradabilidad de las descargas comparando el cociente $\text{DBO}_5/\text{DQO}$ en los puntos 2 y 4. Justifica a qué se debe la caída crítica de oxígeno disuelto en el punto 2 mediante el modelo conceptual de autodepuración fluvial.
2. b) Diagnostica el origen de la contaminación en el punto 3 analizando los valores de nitratos y conductividad. Evalúa las consecuencias sobre la comunidad de macroinvertebrados acuáticos y razona si esta agua es apta para captación de consumo humano sin desnitrificación previa.
3. c) Diseña las líneas de tratamiento necesarias en la planta de tratamiento responsable de la descarga de P2 y dos medidas correctoras estructurales en las prácticas agrícolas de P3 para restituir los parámetros dentro de los límites ecológicos.

En una cuenca hidrográfica con embalses reguladores, las reservas almacenadas al inicio del año hidrológico son de tan solo $180\ \text{hm}^3$ debido a una sequía excepcional. Las demandas anuales de derechos de aprovechamiento en condiciones normales son:

• Abastecimiento urbano a una conurbación de $1\,2$ millones de habitantes: $80\ \text{hm}^3$.

• Riego de cultivos leñosos plurianuales (olivares y cítricos): $90\ \text{hm}^3$.

• Riego de cultivos herbáceos anuales (maíz y arroz): $70\ \text{hm}^3$.

• Refrigeración de una central termoeléctrica e industria química: $20\ \text{hm}^3$.

• Caudal ecológico de reserva en el río principal: $40\ \text{hm}^3/\text{año}$ ($1,27\ \text{m}^3/\text{s}$ continuos para evitar la degradación del estuario).

1. a) La asociación de canalistas exige suprimir íntegramente el caudal ecológico durante la sequía argumentando que «la ley sitúa a la agricultura por delante de los peces y el río siempre puede recuperarse después». Rebate técnicamente esta afirmación explicando por qué el caudal ecológico no es un uso consuntivo más, sino una restricción previa que condiciona a todos los demás usos según el Código de Aguas y la normativa ambiental vigente.
2. b) Diseña una propuesta justificada de reparto y restricción de los $180\ \text{hm}^3$ entre los diferentes sectores, aplicando el orden legal de prelación de usos y justificando el porcentaje de recorte asignado a cada uno.
3. c) Justifica agronómica y económicamente por qué, dentro del sector agrario, la reducción del volumen de agua debe aplicarse de forma asimétrica y priorizar el riego de supervivencia de los cultivos leñosos frente a los cultivos herbáceos anuales.