estratificación termica

Impacto Ambiental y Manejo de Residuos Municipales
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Práctica No. 3
Estratificación Térmica
Objetivo: Observar el fenómeno de estratificación térmica en un ambiente léntico, y
comprender su influencia en los ecosistemas acuáticos.

Introducción
Una diferencia entre lagos y ríos es la característica deltransporte de masas. La interacción de
la temperatura, densidad y viento durante las diferentes estaciones del año produce una
secuencia de modelos característicos en la estratificación térmica de lagos y depósitos. En
latitudes templadas, los lagos experimentan una estratificación térmica dos veces al año,
misma que divide al sistema en capas y restringe el transporte de masas. Los periodos deestratificación alternan con periodos de mezcla completa en los que el transporte de masas
alcanza su máximo.
La restricción del transporte de masa durante la estratificación influye en la circulación de
muchas especies químicas (por ejemplo: hierro, oxígeno y fósforo) y tiene efectos marcados en
la calidad del agua.
La causa del proceso de estratificación térmica es la relación entre latemperatura y la
densidad del agua. De particular importancia es el hecho de que la densidad máxima del
agua ocurre a 3.94ºC en vez de a 0ºC. De esta manera, el hielo flota y los lagos se congelan de
arriba hacia abajo, en vez del fondo hacia arriba, como sucedería si la densidad máxima
ocurriera a los 0ºC.
Durante la estratificación del verano, una capa superior de agua tibia menos densa flotasobre
una capa inferior de agua fría más densa. A las capas se les asignan nombres especiales:
epilimno, la capa tibia superficial que se halla bien mezclada con repecto a la temperatura;
metalimnio, la región de transición donde la temperatura cambia en promedio a razón de 1ºC
por cada metro de profundidad; y el hipolimnio, la capa fría del fondo que también está bien
mezclada con respecto ala temperatura. El plano del metalimnio donde el gradiente de
temperatura – profundidad es más pronunciado se denomina la termoclina.
La estratificación y el mezclado siguen un patrón estacional predecible. En el invierno, el lago
presenta estratificación térmica y las aguas densas más calientes (2 – 4ºC) se localizan en el
fondo. Cuando las aguas superficiales se acercan a una temperatura de4ºC en la primavera,
se hacen más densas y se hunden, lo que trae a las aguas más frías a la superficie para que se
calienten. El proceso de mezclado por convección, ayudado por la energía del viento, hace
circular la columna de agua y aparece una condición isotérmica conocida como cambio de
primavera.

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Laboratorio de Ingeniería Sanitaria y Ambiental

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Conforme las aguas del lago continúan calentándose a más de 4ºC, el lago se estratifica
térmicamente. Durante este periodo de estratificación de verano las aguas superficiales se hacen
notablemente más calientes y menos densas que las aguas inferiores. Enel otoño, la
temperatura del aire disminuye y el lago pierde calor con mayor rapidez que con la que lo
gana por entrada de energía solar.
Cuando las aguas de la superficie se enfrían, se hacen menos densas, se hunden y promueven
la circulación por convección, otra vez con la ayuda del viento. Este fenómeno se conoce
como cambio de otoño y otra vez lleva a condiciones isotérmicas.
Por último,cuando el lago se enfría más, las aguas frías poco densas se juntan en la superficie
y el lago vuelve a entrar en la estratificación invernal. Los lagos con dos periodos de
estratificación (invierno y verano) y mezclado (otoño y primavera) cada año se dice que son
dimícticos o de mezclado dual.
La producción interna de materia orgánica de los lagos se ve afectada por éste fenómeno.
Dicha...