Hidrología para niños

La hidrología es una ciencia de la Tierra que se encarga de estudiar el agua. Su nombre viene de dos palabras griegas: "hýdōr" que significa "agua" y "lógos" que significa "estudio". Esta ciencia investiga dónde se encuentra el agua, cómo se distribuye, cómo se mueve y cuáles son sus características físicas y químicas en los océanos, la atmósfera y la superficie terrestre.

La hidrología incluye el estudio de la lluvia, el agua que corre por la superficie (escorrentía), la humedad del suelo, la evapotranspiración (cuando el agua se evapora de las plantas y el suelo) y el equilibrio de los glaciares. Por otro lado, el estudio del agua que está bajo tierra se llama hidrogeología.

A veces, la hidrología se confunde con la hidrografía. La hidrografía estudia todas las masas de agua de la Tierra. También se encarga de medir y representar datos sobre el fondo del océano, las costas, las mareas y las corrientes en mapas especiales llamados cartas hidrográficas. Aunque son diferentes, a menudo se usan juntos porque la hidrografía que nos interesa aquí es la que ayuda a formar el relieve de la Tierra, y esa es la que estudia la hidrología.

El movimiento del agua en nuestro planeta es muy importante para dar forma a la corteza terrestre, como se ve en el ciclo geográfico. Esta influencia depende de cómo están distribuidas las rocas y de los cambios que han sufrido, siendo clave para entender los diferentes tipos de relieve.

Un río es una corriente de agua que fluye por un cauce desde las zonas altas hasta las bajas. Puede desembocar en el mar, en una región sin salida al mar o en otro río (si es un afluente). Los ríos se organizan en redes. Una cuenca hidrográfica es toda el área de tierra donde el agua de lluvia y deshielo fluye hacia un mismo río. El límite de esta cuenca se llama divisoria o interfluvio.

La forma en que se distribuyen los elementos de agua en el paisaje se adapta a las estructuras de las rocas y a los movimientos de la Tierra. La geología también influye en las redes hidrográficas, determinando su estructura y cómo evolucionan.

El estudio hidrológico comienza analizando la forma de la cuenca. Esto incluye delimitarla, medir su área y longitud, conocer su altura máxima y mínima, y estudiar la red de drenaje y el perfil del río principal.

¿Qué es la hidrología?

A lo largo del tiempo, la hidrología se ha definido de varias maneras. Una forma sencilla, basada en el significado de la palabra, es decir que la hidrología es la ciencia del agua.

Sin embargo, hoy en día, con todo lo que sabemos y hacemos, esta definición es demasiado simple. Por eso, es mejor entenderla con definiciones más completas:

La hidrología es la ciencia que estudia las aguas de la Tierra: dónde se encuentran, cómo circulan y se distribuyen, sus características físicas y químicas, y cómo influyen en el medio ambiente, incluyendo su relación con los seres vivos. La hidrología abarca toda la historia del agua en la Tierra.

U.S. Federal Council for Science and Tecnology (1962)

La hidrología es la ciencia que estudia los procesos que controlan cómo se agotan y se recuperan los recursos de agua en las zonas continentales de la Tierra y en las diferentes etapas del ciclo hidrológico.

Organización Meteorológica Mundial

Un viaje por la historia de la hidrología

Ciclo hidrológico.

Los expertos dividen la historia de la hidrología en ocho etapas importantes:

Primeras ideas sobre el agua (hasta el año 1400)

En este período, desde la antigüedad hasta el año 1400, muchos pensadores como Homero, Tales, Platón y Aristóteles en Grecia, o Séneca y Plinio en Roma, ya hablaban sobre el ciclo hidrológico. La mayoría de sus ideas no eran correctas, excepto la de Marco Vitruvio, quien dijo que el agua subterránea venía de la lluvia y la nieve derretida que se filtraba en la tierra.

En esta época se construyeron grandes obras hidráulicas que necesitaban conocimientos prácticos sobre el agua. Algunos ejemplos son los pozos en Arabia, los canales subterráneos (Kanats) en Persia, los acueductos de Roma, y los sistemas de riego y control de inundaciones en China, Egipto, Mesopotamia, India y los Andes.

Observando el agua (entre 1000 y 1600)

Durante el Renacimiento, la forma de estudiar la hidrología cambió de solo pensar en ella a observarla. Por ejemplo, Leonardo da Vinci y Bernard Palissy, gracias a sus observaciones, entendieron correctamente el ciclo hidrológico, especialmente cómo la lluvia se filtra y cómo el agua vuelve a la superficie a través de los manantiales.

Midiendo el agua (entre 1600 y 1700)

La hidrología moderna comenzó en el siglo XVII con las primeras mediciones. Por ejemplo, Pierre Perrault y Edmé Mariotte midieron el río Sena en París, y Edmond Halley estudió el mar Mediterráneo. Todos ellos llegaron a conclusiones correctas sobre los fenómenos del agua. En este tiempo también se hicieron los primeros estudios sobre los pozos artesianos.

Experimentando con el agua (entre 1700 y 1800)

En el Siglo XVIII, los experimentos sobre el movimiento del agua (hidráulica) crecieron mucho. Gracias a ellos, se descubrieron muchos principios importantes, como el teorema de Bernoulli, la fórmula de Chézy y el principio de D'Alembert, y los tubos de Pitot y Borda.

La hidrología se moderniza (Siglo XIX)

El Siglo XIX fue una época de grandes avances en la hidrología experimental. La mayoría de las contribuciones se hicieron en el estudio del agua subterránea (geohidrología) y en la medición del agua en la superficie (Hidrometría). Por ejemplo, se descubrieron la ecuación de Hagen-Poiseuille para el flujo capilar (1840), la Ley de Darcy (1856) para el flujo en el suelo, y el principio de Ghyben-Herzberg (1889) sobre el agua dulce y salada.

En la medición de aguas superficiales, hubo grandes mejoras, incluyendo el desarrollo de fórmulas e instrumentos para medir el flujo de los ríos. Destacan la fórmula de Francis (1855) para vertederos, y las fórmulas de Ganguillet y Kutter (1869) y Manning (1889) para calcular la velocidad del agua. En el estudio de la evaporación, se formuló la ley deDalton (1802), y en el de la lluvia, Miller (1849) encontró la relación entre la lluvia y la altitud.

La hidrología empírica (entre 1900 y 1930)

Aunque muchos trabajos de hidrología moderna comenzaron en el Siglo XIX, el desarrollo de la hidrología cuantitativa (con números y cálculos) aún no estaba maduro. Por eso, la hidrología se basaba mucho en la experiencia y la observación (empirismo), ya que no se conocían bien las bases físicas de muchos fenómenos. Durante este período, se propusieron cientos de fórmulas empíricas, cuyos valores se elegían basándose en el juicio y la experiencia.

La hidrología se vuelve racional (entre 1930 y 1950)

En este período, grandes hidrólogos comenzaron a usar el análisis racional para resolver problemas. Por ejemplo, Sherman (1932) introdujo el concepto de hidrograma unitario para predecir el flujo de un río. Horton (1953) desarrolló la teoría de la infiltración de la lluvia, y Theis (1935) aplicó el concepto de no equilibrio al estudio de pozos. Gumbel (1941) propuso una forma de predecir eventos extremos, y Hazen (1930) impulsó el uso de la estadística. Bernard (1944) habló sobre el papel de la meteorología, dando inicio a la hidrometeorología, y Einstein (1950) aplicó el análisis teórico al estudio de la sedimentación. También se crearon muchos laboratorios de hidráulica e hidrología en el mundo.

La hidrología teórica (desde 1950 hasta hoy)

Desde 1950, las teorías se usan mucho para resolver problemas hidrológicos. Los principios racionales propuestos antes ahora pueden analizarse con matemáticas avanzadas. El desarrollo de instrumentos sofisticados y computadoras rápidas permite tomar medidas muy precisas de los fenómenos del agua y resolver ecuaciones matemáticas complejas.

Algunos ejemplos de estudios hidrológicos teóricos incluyen el análisis de sistemas hidrológicos, la aplicación de conceptos estadísticos a la hidrodinámica del agua subterránea y superficial, el uso de teorías de transferencia de masa y calor para analizar la evaporación, el estudio de la humedad del suelo, la creación de datos hidrológicos simulados y el uso de la investigación de operaciones para diseñar sistemas de recursos hídricos.

¿Por qué es importante la hidrología?

Las inundaciones son eventos hidrológicos extremos que pueden prevenirse mediante el estudio de la hidrología.

Hoy en día, la hidrología es muy importante para planificar cómo usamos los recursos de agua. Es una parte clave en proyectos de ingeniería relacionados con el suministro de agua, el manejo de aguas usadas, el drenaje, la protección contra la acción de los ríos y las actividades recreativas. Además, la hidrología se ha unido a la Geografía matemática, especialmente a través de los sistemas de información geográfica, haciendo que las computadoras sean esenciales para procesar datos y simular eventos futuros.

Los estudios hidrológicos son fundamentales para:

• El diseño de obras hidráulicas. Para esto, se usan a menudo modelos matemáticos que muestran cómo se comportará toda la cuenca de agua relacionada con la obra.
• Manejar de la mejor manera los recursos hídricos en sistemas complejos de obras hidráulicas, sobre todo si tienen varios usos. Aquí se usan modelos matemáticos y se procesan los datos en tiempo real.
• Conocer bien cómo se comporta un río, arroyo o lago es clave para identificar las zonas vulnerables a eventos extremos como inundaciones o sequías.
• Planificar correctamente la infraestructura vial, como caminos, carreteras y ferrocarriles.

Todo esto y muchas otras aplicaciones hacen que el hidrólogo sea una persona importante en cualquier equipo que trabaje en proyectos de ingeniería civil y problemas ambientales.

Tipos de hidrología

La hidrología se puede clasificar según cómo se analiza y para qué se usan los resultados. Aunque toda clasificación tiene sus límites, podemos dividirla en:

Hidrología aplicada o ingeniería hidrológica

Hidrología cualitativa

La hidrología cualitativa se enfoca en describir los procesos. Por ejemplo, estudia cómo y por qué se forma un banco de arena en un río (relacionado con el transporte de sedimentos), o analiza por qué se forma niebla en ciertos puntos de una carretera, lo que podría sugerir cambiar su trazado.

Hidrología hidrométrica

La hidrología hidrométrica, o hidrometría, se dedica a medir las variables hidrológicas. Es un trabajo de campo donde es crucial usar bien los instrumentos, elegir los lugares adecuados para las mediciones y entender correctamente los resultados para obtener información de calidad. Esto ayuda a calcular aspectos relacionados con los cauces y las dependencias hidrológicas.

Hidrología cuantitativa

La hidrología cuantitativa se centra en estudiar cómo se distribuyen los recursos de agua a lo largo del tiempo en una cuenca hidrográfica. Las herramientas más usadas en esta rama son las matemáticas, los modelos estadísticos y los modelos conceptuales.

Hidrología en tiempo real

Esta es la rama más reciente de la hidrología, que se hizo popular a partir de los años 1960-70. Gracias a las redes telemétricas, los sensores ubicados en diferentes puntos de una cuenca envían datos en tiempo real a una central. Allí se analizan de inmediato para ayudar a tomar decisiones rápidas, como abrir o cerrar compuertas de una obra hidráulica.

Ramas de la hidrología

La Asociación Internacional de Hidrología Científica (IASH) propone la siguiente división de la hidrología:

• Oceanografía: estudio de los océanos y mares.
• Meteorología: estudio del agua en la atmósfera.
• Hidrología superficial: Estudio de las aguas continentales (ríos, lagos, etc.). A menudo, cuando se habla de "hidrología" sin más, se refiere a esta rama. La hidrología superficial se divide en:
  • Hidrología agrícola
  • Hidrología forestal
  • Hidrología urbana
  • Hidrología de regiones secas y semidesérticas
  • Hidrología de zonas pantanosas
  • Hidrología de control de inundaciones
• Hidrometeorología: estudia los temas que comparten la Meteorología y la Hidrología Superficial.
• Limnología: estudio de los lagos.
• Potamología: estudio de los ríos.
• Hidrogeología: estudio de las aguas subterráneas.
• Criología: estudio del agua en estado sólido (nieve y hielo).

Galería de imágenes

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  El agua ocupa el 70% de la superficie terrestre.

Ver también

Véase también

En inglés: Hydrology Facts for Kids