1 Recursos

2 Recursos Cualquier material necesario o importante para la vida humana, sociedad y civilizacion Sociedad se desarrolla alrededor de la idea de que hay un abastecimiento ilimitado de ciertos recursos Con el tiempo las necesidades pueden cambiar lo que se piensa es un recurso de valor

3 Cont. Recursos Recursos renovables (renewable) vs. no-renovables (non-renewable) Renovables: se rellenan o sustituyen (replenished) en un periodo corto de tiempo Ej. plantas, animales para comida, arboles para madera No-renovables: depositos significativos toman millones de años en formarse Ej. combustibles (fuels; carbon, petroleo, gas natural) y metales (hierro, cobre, uranio, oro)

4 Consumo de energia: uso per capita de recursos esta aumentando rapidoBtu = British thermal unit ( joules)

5 Consumo de energia en E.U. en 2001

6 Categorias de recursosReservas Cantidad de material encontrado y que puede ser recuperado economicamente, no consumido o usado aun Subeconomicos o condicionales No viable economicamente (profitable) ahora No descubiertos (undiscovered) Hipoteticos: se espera que se encuentren Especulativos: quizas se encuentran

7 Categorias de recursos

8 Cap. 11. Agua como recurso: Distribucion de agua en la TierraAgua fresca/dulce es limitada en la Tierra (~2.8%) Mayormente hielo polar (74%) y agua subterranea (26%) Agua es regionalmente un recurso renovable (renewable) Localmente el agua puede no ser renovable Condiciones geologicas afectan la cantidad y calidad del agua en una region

9 Almacenamiento y circulacion del aguaPorosidad % del volumen total de una roca o sedimento (material) que consiste de espacio vacio y donde se puede almacenar fluido/agua Se expresa como un % (2.2%) o un decimal (0.022) Poros pueden ser ocupados por fluido o gas

10 Cont. Almacenamiento y circulacion del aguaPermeabilidad – mide como un fluido pasa a traves de un material Mide el grado de interconeccion entre los poros y grietas en las rocas o el suelo Afectada por el tamano y forma de los granos, ademas de como los granos estan unidos (fit together)

11 Por Wilson Ramirez

12 Cont. Almacenamiento y circulacion del aguaTipo de roca afecta la porosidad y permeabilidad Rocas igneas, metamorficas y sedimentarias quimicas tienen cristales que estan bien entrelazados (interlocked) --- baja porosidad y permeabilidad Meteorizacion, disolucion y fracturacion aumentan poros. y perm. en rocas cristalinas Sedimentos clasticos tienen mas poros. y perm. Arenizcas son generalmente bien porosas Rocas ricas en arcilla y limo no son porosas ni permeables

13 Fig. 10.1 roca ignea roca sedimentaria clastica: arenizcaarenizca (pobre seleccion/sorting) roca sed clastica: lutita (shale, arcillas/clays)

14 Aguas subterraneas (subsurface)Zona de saturacion o freatica (phreatic) esta llena de agua – agua subterranea Zona no saturada o vadosa (vadose, zona de aireacion) – encima de la zona de saturacion. Poros llenos de agua y aire. Cinturon de humedad del suelo (soil moisture) en la parte superior Nivel freatico (water table) separa las 2 zonas, limite superior de zona de saturacion, no esta siempre bajo la superficie (lago, rio, manantial, etc.)

15 Distribucion de agua subterranea*Zona de aireacion: poros del suelo, el sedimento y la roca no estan saturados de H2O, sino llenos de aire

16 Fig Rio drena agua no solo de superficie sino agua subterranea de rocas y suelo adyacente (descarga/discharge).

17 Cont. Aguas subterraneasSuelos permeables permiten que precipitacion infiltre Gravedad lleva agua hacia abajo hasta alcanzar una capa impermeable (ej. arcilla) que la detiene: acuitardo (aquitard) Encima se acumula agua subterranea, llenando poros Acuifero (aquifer) - estratos de roca o sedimento permeable que transmiten agua subterránea libremente (ej. arena y grava) Recarga (recharge) – agua que se mueve al acuifero, por infiltracion, migracion, percolacion, etc.

18 Geometria del acuifero y circulacion de agua subterraneaGeologia y geometria de rocas y sedimentos controlara el comportamiento del agua Acuifero no confinado (unconfined aquifer): no tiene un acuitardo encima, sino rocas y sedimentos permeables Acuifero confinado (confined aquifer): tiene un acuitardo encima y debajo

19 Fig. 10.4 Acuifero no confinado

20 Cont. Geometria del acuifero y circulacion de agua subterraneaAcuifero confinado puede estar bajo mucha presion, “presion hidrostatica (fluida)” (hydrostatic pressure). Si aumenta forma un sistema artesiano. Si se drena un acuifero bajo P el agua subira sobre el nivel del acuifero Superficie potenciometrica (potentiometric surface) – altura a la que el agua subira

21 P interna natural crea sistema artesianoLutita (shale) Arenizca (sandstone)

22 Otros factores en la disponibilidad del aguaGeometria de las unidades de roca presentes (host rock) Distribucion de lentes (lenses) de acuitardo pueden formar un nivel freatico colgado (perched water table) Patrones y fluctuaciones de precipitacion local Minerales en las rocas Localizacion de pozos relativo a zonas de recarga y puntos de descarga

23 Acuitardo encima del nivel freatico principal – zona de saturacion local: En interseccion de nivel freatico colgado y ladera de valle, fluye un manantial Acuifero

24 Consecuencias de remocion de aguas subterraneasBombeo (pumping) excesivo bajara el nivel freatico y formara un cono de depresion alrededor del pozo – afecta disponibilidad de agua local y regionalmente Contaminación por intrusión salina (saltwater intrusion) Bombeo excesivo de agua subterránea causa que agua salina sea atraída a los pozos, contaminando así el agua dulce (menos densa) Problema en areas costeras

25 Cono de depresion alrededor de pozo de bombeo: si el bombeo reduce nivel freatico, pueden secarse los pozos someros

26 Contaminacion por intrusion salinaCono de depresion Salt groundwater

27 Cont. Consecuencias de remocion de aguas subterraneasCompactacion y subsidencia Superficie se hunde cuando el agua es bombeada mas rapido que los procesos naturales de recarga pueden reemplazarla Permite contacto grano-grano y conduce a compactacion de sedimentos y subsidencia de superficie Ejs. (1) area de elevacion baja, relativo al nivel del mar, puede ser inundada por el mar; (2) sumideros tambien se pueden formar dependiendo de la roca

28 Subsidencia - Galveston Bay, Texas

29 Valle de San Joaquin, CA subsidencia de 9 m en 52 años

30 Impactos de la urbanizacion: recargaAumentos de uso pueden causar que los abastecimientos disminuyan o se pierda la recarga Pavimento, estacionamientos y otras construcciones reducen efectividad de infiltracion del agua Construccion en wetlands/pantanos reduce la recarga, el almacenamiento de agua y la calidad del agua

31 Fig. 10. 13 Acuifero confinadoFig Acuifero confinado. Area de recarga es restringida y al construir se reduce la recarga

32 Cont. Impactos de la urbanizacion: recargaRecarga de aguas subterraneas puede aumentar si incorporamos estrategias de recarga artificial Construir cuencas (basins) de recarga artificiales – atrapar agua de lluvia, nieve, etc. Emplear cualquier metodo para hacer mas despacio la escorrentia (runoff) y aumentar la infiltracion de aguas superficiales

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34 Otros aspectos de las aguas subterraneasAguas subterraneas disuelven rocas - a menudo ligeramente ácida Colapsos o disolucion de la roca superficial puede formar sumideros (sinkholes) Cavernas se pueden agrandar

35 Fig. 10.16 Sumideros de colapsoFlorida (1981): $2 millones Florida: sumideros causados por pozos de irrigacion

36 Sumideros o dolinas de colapso, Manati, PR

37 Cont. Otros aspectos de las aguas subterraneasTopografía kárstica (karst) - generada por el poder de disolución del agua subterránea Asociada con sumideros en roca soluble: calizas (limestone), dolomita (dolomite), o yeso (gypsum) Agua remueve los minerales de la roca y se lleva los iones en solucion Velocidad de flujo de las aguas subterraneas aumenta en areas karsticas Fluye mas rapido sin sedimentos y roca en el camino Contaminantes fluyen mas rapido a traves de sistemas de aguas subterraneas en el carso

38 Fig. 10.15 Rocas solubles que producen karst

39 Karst desarrollado en dolomita (VA)Karst en Florida (false color image)

40 Carso tropical Topografia dominada por colinas residuales (no sumideros) en forma de cono, con lados empinados a verticales y separadas por depresiones: cone karst y tower karst Cockpit karst: topografia dominada por cockpits – sumideros grandes en forma de envase de hasta 1 km de diametro que ocurren en calizas gruesas. PR, Cuba, Rep. Dom.: se caracteriza por colinas bajas y anchas (stubby) - mogotes

41 Cockpit karst, Jamaica

42 Topografia karstica en PRLimite sur - carso norteño Mogotes

43 Calidad del agua Medidas para expresarla: partes por millon (ppm)partes por billon (ppb) – soluciones mas diluidas Total de solidos disueltos (Total Dissolved Solids, TDS) Suma de concentraciones de quimicos solidos disueltos en el agua, ej. 500 o 1000 ppm TDS para agua de tomar Importante saber que quimicos estan disueltos, ej. radio y radon Agua dura (hard water) contiene cantidades sustanciales de Ca y Mg: > ppm

44 Uso y abastecimiento de aguaEste de E.U. generalmente humedo Dependencia mayor es en aguas superficiales Oeste de E.U. - condiciones mas aridas Mas dependencia en aguas subterraneas Uso global de agua Demasiada gente Demasiada demanda No muchos lugares para encontrar mas agua

45 Fig. 10.20 Variaciones en “withdrawal” de agua

46 Fig. 10.20 Uso de agua para irrigacion

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48 Areas marcadas – cuencas de rios con mas de 10 millones de habitantesFig Proyeccion de agua para Muchos tienen agua inadecuada: <1700 m3/persona/yr. Areas marcadas – cuencas de rios con mas de 10 millones de habitantes

49 Extendiendo el abastecimiento de aguaConservacion Moderar la cantidad de agua para irrigacion, usar diferentes metodos Hacer cambios en el uso de agua en el hogar Transferencia de agua superficial entre cuencas de drenaje (drainage basin) Sistemas de acueductos - uso de tuneles y canales Desalinizacion de agua salada 2 metodos: filtracion y destilacion

50 Fig Desalinizacion Destilacion Filtracion

51 Precipitacion en Puerto Rico – mas alta en el area del Yunque

52 Por: Wilson Ramirez

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54 Contaminacion por intrusion salina

55 Regulacion de uso de aguaFederal USGS – cuantifica los recursos disponibles EPA – control de contaminacion Estatal DRNA – aplicacion y vigilancia Gobierno municipal