Estratificación acuática

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La estratificación acuática es la propiedad que tienen las aguas de un cuerpo líquido de ordenarse en capas según su densidad, la que a su vez es causada por la variaciones térmicas, químicas, o ambas.[1]

Generalidades[editar]

Existen dos tipos de gradientes que causan la estratificación: los físicos, producidos por la temperatura; y de concentración de sólidos disueltos y de sólidos en suspensión en las aguas superficiales y profundas.

La formación del gradiente térmico de la densidad es el caso más frecuente de la estratificación. Es debida generalmente al calentamiento diferencial de las capas superficiales con respecto a las profundas. En los lagos ubicados en zonas templadas y cálidas, las capas superficiales durante el verano están más calientes que las capas frías, formándose la estratificación. En los lagos situados en latitudes frías, la estratificación tiene lugar durante el invierno, en que se hiela las capas superficiales, mientras que las profundas están más calientes; el periodo de mezcla es durante el verano. En todo lago estratificado térmicamente se distinguen tres zonas:

  • Epilimnion: La zona superior de temperatura más elevada.
  • Metalimnion: La zona intermedia de transición entre la zona superior más caliente y la inferior más fría.
  • Hipolimnion: La zona profunda de temperatura más fría, próxima a los 4º C.

La presencia de un gradiente químico suele ser debida a la concentración de algún tipo de compuestos químicos en las zonas profundas, de forma que son más densas que un bloque de hielo.

En los lagos estratificados por gradiente químico se distinguen dos zonas:

  • Mixolimnion: La zona superior que se mezcla.
  • Monimolimnion: La zona profunda de mayor densidad que no se mezcla.

En embalses[editar]

En embalses, la estratificación muchas veces es el resultado del balance de calor entre el agua almacenada y las contribuciones externas. Las contribuciones externas incluyen radiación solar y atmosférica, cambio conductivo de calor entre la atmósfera y el agua, y flujo líquido de calor de los tributarios y canales laterales.

Otras funciones de fuerza que influyen directamente sobre la naturaleza de la estratificación térmica son el viento y las precipitaciones. La literatura demuestra de manera cabal que, en las regiones tropicales, estos dos factores — viento y precipitación — son reguladores efectivos del fenómeno de la estratificación.[2]

Los procesos físicos en embalses son los mismos que ocurren en lagos, desde el punto de vista térmico. Sin embargo, en represas, casi siempre sometidas a un flujo unidireccional y a variaciones en este flujo, pueden ocurrir procesos adicionales. Uno de estos procesos es la estratificación hidráulica, ocasionada por la altura de la salida de agua en diferentes profundidades.

Normalmente las aguas pueden fluir de un embalse retiradas de tres profundidades:

  • de la superficie, fluyendo sobre la cresta del embalse. Son las aguas que salen del embalse a través del vertedero de seguridad, ya sea libre o controlado por compuertas. Estas salidas se dan en las estaciones húmedas;
  • del fondo, por descargas de fondo. La salida de agua por la descarga de fondo en la mayoría de las represas destinadas a la generación de energía eléctrica, no son muy frecuentes, pudiendo pasarse años sin que estos órganos de descarga operen. La situación puede ser diferente en el caso de represas destinadas al abastecimiento de agua para usos potables o para riego; y,
  • por el medio a través de la toma de agua hacia las turbinas u otros usos.

Esto produce una estratificación térmica y de densidad muy acentuada, semejante al proceso natural. En este caso, ocurre también la acumulación de substancias reductoras y la desoxigenación del hipolimnio. El aumento de H2S y la anoxia, o carencia de oxígeno disuelto, son dos consecuencias importantes de la estratificación hidráulica.

Referencias[editar]

  1. Calidad del agua en embalses. Pág. 34 [1]
  2. PORTO, M. F. A.; BRANCO, S. M.; LUCA, S. J. Caracterização da Qualidade da Água. In: PORTO, R. L. L.; BRANCO, S. M.; CLEARY, R. W. et al. Hidrología ambiental. v.3. São Paulo: Edusp: Associação Brasileira de Recursos Hídricos, 1991.

Bibliografía[editar]

  • Esteves, Francisco de Assis. Fundamentos de limnologia. 2. ed. Rio de Janeiro: Interciência, 2011. 826 p. (en portugués)
  • Tundisi, José Galizia; Tundisi-Matsumura, T. Limnologia. São Paulo: Oficina de Textos, 2008. 631p. (en portugués)