• las ideas básicas para trabajar

  • las ideas habituales del alumnado para revisar

  • posibles “buenas” preguntas que ayuden a la construcción de estas ideas

La hidrosfera es el sistema material constituido por el agua que se encuentra en la Tierra. Incluye los océanos, mares, ríos, lagos, agua subterránea, el hielo, la nieve y el agua atmosférica. El agua migra de estos depósitos a otros por procesos de cambio de estado y de transporte que en conjunto configuran el ciclo hidrológico o ciclo del agua.

El modelo de ciclo del agua nos sirve para explicar todos los fenómenos de circulación del agua natural y artificial. Desde el punto de visto geológico, el agua es un importante agente de cambio y es necesario entender dónde la podemos encontrar, cómo ha llegado al lugar donde está, cómo va de un lugar a otro, qué cambios provoca en el medio su movimiento, qué energía los genera, etc. ... Desde el punto de vista medioambiental, el ciclo del agua es un modelo clave relacionado con uno de los Objetivos de Desarrollo Sostenible: garantizar agua potable a toda la población mundial y al resto de seres vivos que la necesitan.

El ciclo del agua en la naturaleza, desde la perspectiva científica, es un modelo de cómo circula el agua, y estudiarlo (mirarlo) como un sistema conlleva pensar en que hay una estructura y unos componentes, es decir, en localizaciones o almacenes de agua en la naturaleza (atmósfera, océanos, glaciares ...) y en los diferentes estados físicos en que la encontramos. En su marco se producen unos cambios, interacciones que se concretan en los flujos o procesos que se establecen cuando el agua cambia de estado o de sitio (circulación superficial, subterránea, evaporación...). Y el funcionamiento general del sistema, está regulado por mecanismos de control-regulación que hay que conocer para identificar factores que conllevan impactos y riesgos y para fundamentar actuaciones sostenibles con respecto al agua.

En el caso del ciclo de agua urbano cambian parte de los almacenes, los procesos y las formas que conllevan controlar y regular su funcionamiento. La diferencia más importante es que en el caso del ciclo natural, la energía necesaria para el funcionamiento del ciclo proviene de fuentes primarias, mientras que en el caso del ciclo urbano necesitamos disponer de otras fuentes.

  • El agua se encuentra en almacenes superficiales (lagos, ríos, glaciares), atmosféricos, oceánicos y subterráneos. Los seres vivos también son almacenes de agua.

  • Hay diferentes procesos (evaporación, condensación, precipitación, infiltración, etc.) que hacen que el agua se pueda mover dentro de un mismo almacén o entre almacenes.

  • La energía del Sol es el agente que posibilita el cambio de estado y que el vapor se esparza por la atmósfera, o "suba". La fuerza de la gravedad es el agente causal del retorno del agua en el océano, o de que "baje".

  • El agua debe transferir o absorber calor para cambiar de estado.

  • Hay un cierre entre las entradas y las salidas, por ello la cantidad del agua se conserva. El ciclo natural del agua funciona con la acción de la energía renovable del sol y la fuerza de la gravedad. No necesita aporte de energía externa.

  • El agua para el consumo humano se capta o se extrae de almacenes naturales o almacenes creados por el ser humano (embalses) y su circulación no queda interrumpida en ningún momento.

  • La calidad del agua de cada almacén es diferente y para hacerla apta para el consumo humano es necesario someterla al proceso de potabilización.

  • El agua potable una vez utilizada se convierte agua residual ya que se modifican sus propiedades perdiendo calidad y el proceso de depuración mejora la calidad del agua antes de devolverla al medio o de reutilizarla para otros usos.

  • El agua se transporta por los diferentes almacenes a través de la red de suministro. Los agentes causales del movimiento son la fuerza de la gravedad y el sistema de bombeo.

  • Con el aumento del consumo del agua (más población y más consumo), se reduce la disponibilidad de agua de calidad cercana para el consumo humano. Hay que invertir más energía y recursos.

Una de las dificultades más importantes del alumnado relacionadas con el aprendizaje del ciclo del agua es tener en cuenta el agua atmosférica, diferenciando el vapor de agua -gas, que no se ve, de las gotas líquidas de agua que forman las nubes y la niebla y que son resultado de procesos de condensación. De todos los cambios, el más difícil de conceptualizar es el de la condensación, que conlleva que el vapor de agua, cuando entra en contacto con una masa de aire más fría, transfiere energía al entorno (la "pierde") y al enfriarse, cambia de estado (pasa a ser agua líquida o sólida).

Otra de las dificultades es tener presente la existencia de las aguas subterráneas y su papel en el ciclo del agua. Es un depósito de agua que muy a menudo tampoco se representa en los libros y que cuando se hace, se dibuja como si fuera un lago o un río subterráneo, sin representar la idea de acuífero (rocas permeables o materiales sin consolidar como gravas o arenas, saturadas de agua. También es difícil de imaginar cómo entra el agua (por infiltración), como circula (subterránea) y como sale a la superficie (pozos, fuentes naturales, surgencia...).

 En cuanto al ciclo del agua en la ciudad, será importante tener en cuenta los tres procesos básicos: abastecimiento, saneamiento y reutilización .

Las dificultades más importantes se centran en diferenciar entre el proceso de potabilización y el de depuración. Y en este caso, normalmente se piensa más en cómo entra el agua a las casas, pero no tanto en la salida y, aún menos, en la necesidad de depurarlas.

En este sentido son de gran ayuda las hidrorepresentaciones, donde los alumnos simulan la posición y el movimiento de las partículas de agua en los diferentes estados o en diferentes condiciones de temperatura.

Hidrorepresentación del agua en estado sólid, líquido y gas.

Fuente: Teresa Pigrau. Escuela Coves d’en Cimany

Representación muy simple: no hay evaporación y no se cierra el ciclo.

Fuente: Conxita Márquez. IES Vilanova del Camí

Representación más compleja, pero no se saben conectar las aguas subterráneas con el ciclo.

Fuente: Conxita Márquez. IES Vilanova del Camí

Representación del ciclo urbano del agua que hace referencia a la potabilización del agua pero no a su depuración (no cierra el ciclo).

Fuente: Alba Castelltort. Escuela La Mar Bella

Finalmente, otra idea importante es la de que la cantidad de agua en el Sistema Tierra se conserva, pero no su calidad. Por lo tanto, cuando decimos que no se debe desperdiciar el agua no se relaciona tanto con el hecho de que se podría acabar, como con poder disponer con la suficiente calidad para el buen funcionamiento de los sistemas vivos. La naturaleza tiene mecanismos para la depuración del agua hasta unos límites de contaminación. Cuando se sobrepasan estos límites, limpiar agua o desalinizar la del mar requiere un alto consumo de energía para hacer este trabajo.

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