El ciclo hidrológico es un juego de procesos que continuamente mueve agua sobre y a través de la superficie de la tierra y también desde y hacia la atmosfera. Pero dicho proceso o movimiento de agua no es nada trivial. Todo lo contrario, es un tema bastante complejo con el que se ha visto la humanidad durante mucho tiempo, desde la edad antigua hasta nuestros días. ¿Pero por que el ciclo hidrológico puede ser tan complicado de entender? Para entender y estudiar adecuadamente cada uno de los componentes y procesos que componen al ciclo hidrológico, tales como la evaporación, la infiltración, escorrentía superficial y subterránea y la precipitación son necesarias herramientas no solo de dinámica clásica, sino también son necesarios conocimientos de termodinámica, meteorología, química, geología, oceanografía y cosmología.
Consideremos en primer lugar la evaporación, la cual se considera el inicio del ciclo hidrológico. Se sabe que la evaporación involucra un cambio de fase que requiere de una cantidad de energía solar: Los fotones de alta energía solar impactan y excitan las moléculas del agua haciendo que éstas adquieran velocidades suficientes para desprenderse y romper sus puentes de hidrogeno. A simple vista puede parecer sencillo de entender pero todo este proceso requiere conceptos de conservación molecular y teoría atómica entre otros, además de ser un proceso largo e invisible. También está el agua que se infiltra en la tierra, la cual es almacenada o se percola lentamente a través del subsuelo. Dicha agua compone los ríos y los arroyos. Los encharcamientos ocurren cuando la precipitación excede la evaporación y la infiltración y cuando las depresiones están llenas, empieza la escorrentía. Dicho proceso es mucho mas rápido que su contraparte que se da en el subsuelo normalmente formando la mayoría de caudal en el momento de una precipitación.
Por todo esto no es difícil pensar que el descubrimiento de la teoría del ciclo hidrológico fuera tan lento en todos estos años. Fue hasta el siglo XVI en donde finalmente se integraron varios componentes para desarrollar una teoría coherente.
Las primeras civilizaciones en lidiar con la noción del ciclo hidrológico fueron los chinos, aunque fue en el siglo IX a.C. donde la discusión sobre la precipitación tomo parte en varios trabajos, mientras que el concepto dinámico del proceso hidrológico fue reconocido en el siglo IV. Pero la explicación más común que se tuvo y que duró hasta la edad media en Europa fue basada en la creencia que todos los ríos emergían de una o más cavernas subterráneas. Homero fue el primero que escribió acerca de esto.
Los filósofos griegos tuvieron muchos aportes a la hidrología. Los filósofos Anaxagoras y Platón se basaron en la vista poética de Homero y desarrollaron teorías erróneas. Pero en contraste a ellos, Aristóteles articulo correctamente la necesidad de un proceso continuo al establecer la noción de un ciclo en el proceso hidrológico, aunque encontró imposible de creer que solamente la lluvia podía abastecer las corrientes de los ríos y lucho por resolver el porque las corrientes podían fluir por varias semanas sin haber llovido.
Fue en el siglo I d.C. que el científico Marcus Vitruvius halló la explicación de la precipitación y el proceso que lleva a la formación de corrientes en las montañas basadas en mecanismos de evaporación.
En la edad Media y el Renacimiento, la Biblia era la principal referencia para casi todos los científicos. Su modelo conceptual consistía en un proceso cíclico del agua, en el cual se asumía que el ciclo era facilitado a través de huecos en el fondo del océano en los que el agua pasaba y se calentaba por el fuego subterráneo haciendo que se evaporara. Después subía por las montañas por las cavernas subterráneas en donde se condensaba por las bajas temperaturas de la nieve de las montañas.
Esta teoría revelaba dos contradicciones muy grandes: una es que la hipótesis de que el agua asciende desde el nivel del mar hasta las montañas es contradictoria con la naturaleza y la otra es el hecho del agua del mar es salada y la del rio es dulce contradice la conexión del océano con las montañas.
En la edad Moderna fue que se constituyeron teorías solidas acerca del ciclo hidrológico. Alguien que ayudo a que se diera eso fue Leonardo da Vinci. Pero fue el francés Bernard Palissy quien formuló una explicación científica aceptable para el ciclo hidrológico declarando convincentemente que la lluvia y la nieve derretida eran las únicas fuentes de las que se derivaban los arroyos y los ríos. También definió el curso cíclico del agua con procesos tales como la precipitación, evaporación, condensación, infiltración, escorrentía superficial y subterránea.
Otro aporte significativo a la hidrología fue el que hizo el italiano Antonio Vallisnieri, cuyo mayor hallazgo fue el de la infiltración. Con observaciones cuidadosas reveló que el agua derretida de la nieve fluía hacia abajo atreves de capas bajo la tierra de la superficie y seguía una ruta subterránea invisible de largo trayecto hasta el Modena. Entonces el papel que tenían las cavernas de la edad Media era simplemente de transferir agua gradiente abajo.
Y así finalmente la humanidad logro completar una teoría coherente del ciclo hidrológico.
Entonces el análisis histórico muestra que el conocimiento humano, influenciado por cada época fue fundado por observaciones directas de los fenómenos naturales, pero también influenciado fuertemente por especulaciones y por la creatividad del hombre mezclado con la religión y con la literatura. Esto influye fuertemente en la dificultad que se tiene hoy en día para el entendimiento de conceptos científicos tales como los hidrológicos sobre todo en los estudiantes. El aprendizaje no debe ser solamente basado en modelación matemática y lógica científica, sino también en el conocimiento a través de la experiencia. Y eso se puede ver fácilmente en la historia en donde científicos, ingenieros y filósofos se basaron en su capacidad de observación e hicieron experimentos apoyándose fuertemente en las matemáticas y en la física para poder formular teorías acerca del ciclo hidrológico.
Hoy en día no se considera coincidencia el lento desarrollo del entendimiento del ciclo hidrológico y la dificultad de los estudiantes en la actualidad para entender los conceptos, ya que ambos problemas están relacionados por lo que esta escondido de la observación, refiriéndose a las variaciones temporales y espaciales del subsuelo en la experiencia del ciclo hidrológico.
Existen dos formas de conocimiento para poder entender el ciclo hidrológico:
- El conocimiento embebido a la experiencia y el conocimiento separado de la experiencia. El primero se gana a través de experiencia directa y de actividades en la vida diaria y el segundo se gana a través de conocimiento escolar y aprendizaje con libros. Por ejemplo antes de tomar un curso de hidrología, el estudiante ya ha desarrollado conocimiento intuitivo acerca del mundo físico cuando siente la intensidad de una fuerte lluvia o la intercepción del agua cuando se para debajo de un árbol pero necesita también de la formulación matemática para tener un entendimiento integral acerca de la hidrología.
Entonces sin una experiencia física para guiar y sin ninguna dirección de ecuaciones, los estudiantes son normalmente confundidos por la información que necesitan procesar.Conocimiento sistemático, como un largo procedimiento matemático intensivo, necesita la contribución de la intuición, ya que la experiencia sola puede desorientar a un estudiante cuando faltan bases científicas o un sentido de comportamiento sistemático.
Consideremos en primer lugar la evaporación, la cual se considera el inicio del ciclo hidrológico. Se sabe que la evaporación involucra un cambio de fase que requiere de una cantidad de energía solar: Los fotones de alta energía solar impactan y excitan las moléculas del agua haciendo que éstas adquieran velocidades suficientes para desprenderse y romper sus puentes de hidrogeno. A simple vista puede parecer sencillo de entender pero todo este proceso requiere conceptos de conservación molecular y teoría atómica entre otros, además de ser un proceso largo e invisible. También está el agua que se infiltra en la tierra, la cual es almacenada o se percola lentamente a través del subsuelo. Dicha agua compone los ríos y los arroyos. Los encharcamientos ocurren cuando la precipitación excede la evaporación y la infiltración y cuando las depresiones están llenas, empieza la escorrentía. Dicho proceso es mucho mas rápido que su contraparte que se da en el subsuelo normalmente formando la mayoría de caudal en el momento de una precipitación.
Por todo esto no es difícil pensar que el descubrimiento de la teoría del ciclo hidrológico fuera tan lento en todos estos años. Fue hasta el siglo XVI en donde finalmente se integraron varios componentes para desarrollar una teoría coherente.
Las primeras civilizaciones en lidiar con la noción del ciclo hidrológico fueron los chinos, aunque fue en el siglo IX a.C. donde la discusión sobre la precipitación tomo parte en varios trabajos, mientras que el concepto dinámico del proceso hidrológico fue reconocido en el siglo IV. Pero la explicación más común que se tuvo y que duró hasta la edad media en Europa fue basada en la creencia que todos los ríos emergían de una o más cavernas subterráneas. Homero fue el primero que escribió acerca de esto.
Los filósofos griegos tuvieron muchos aportes a la hidrología. Los filósofos Anaxagoras y Platón se basaron en la vista poética de Homero y desarrollaron teorías erróneas. Pero en contraste a ellos, Aristóteles articulo correctamente la necesidad de un proceso continuo al establecer la noción de un ciclo en el proceso hidrológico, aunque encontró imposible de creer que solamente la lluvia podía abastecer las corrientes de los ríos y lucho por resolver el porque las corrientes podían fluir por varias semanas sin haber llovido.
Fue en el siglo I d.C. que el científico Marcus Vitruvius halló la explicación de la precipitación y el proceso que lleva a la formación de corrientes en las montañas basadas en mecanismos de evaporación.
En la edad Media y el Renacimiento, la Biblia era la principal referencia para casi todos los científicos. Su modelo conceptual consistía en un proceso cíclico del agua, en el cual se asumía que el ciclo era facilitado a través de huecos en el fondo del océano en los que el agua pasaba y se calentaba por el fuego subterráneo haciendo que se evaporara. Después subía por las montañas por las cavernas subterráneas en donde se condensaba por las bajas temperaturas de la nieve de las montañas.
Esta teoría revelaba dos contradicciones muy grandes: una es que la hipótesis de que el agua asciende desde el nivel del mar hasta las montañas es contradictoria con la naturaleza y la otra es el hecho del agua del mar es salada y la del rio es dulce contradice la conexión del océano con las montañas.
En la edad Moderna fue que se constituyeron teorías solidas acerca del ciclo hidrológico. Alguien que ayudo a que se diera eso fue Leonardo da Vinci. Pero fue el francés Bernard Palissy quien formuló una explicación científica aceptable para el ciclo hidrológico declarando convincentemente que la lluvia y la nieve derretida eran las únicas fuentes de las que se derivaban los arroyos y los ríos. También definió el curso cíclico del agua con procesos tales como la precipitación, evaporación, condensación, infiltración, escorrentía superficial y subterránea.
Otro aporte significativo a la hidrología fue el que hizo el italiano Antonio Vallisnieri, cuyo mayor hallazgo fue el de la infiltración. Con observaciones cuidadosas reveló que el agua derretida de la nieve fluía hacia abajo atreves de capas bajo la tierra de la superficie y seguía una ruta subterránea invisible de largo trayecto hasta el Modena. Entonces el papel que tenían las cavernas de la edad Media era simplemente de transferir agua gradiente abajo.
Y así finalmente la humanidad logro completar una teoría coherente del ciclo hidrológico.
Entonces el análisis histórico muestra que el conocimiento humano, influenciado por cada época fue fundado por observaciones directas de los fenómenos naturales, pero también influenciado fuertemente por especulaciones y por la creatividad del hombre mezclado con la religión y con la literatura. Esto influye fuertemente en la dificultad que se tiene hoy en día para el entendimiento de conceptos científicos tales como los hidrológicos sobre todo en los estudiantes. El aprendizaje no debe ser solamente basado en modelación matemática y lógica científica, sino también en el conocimiento a través de la experiencia. Y eso se puede ver fácilmente en la historia en donde científicos, ingenieros y filósofos se basaron en su capacidad de observación e hicieron experimentos apoyándose fuertemente en las matemáticas y en la física para poder formular teorías acerca del ciclo hidrológico.
Hoy en día no se considera coincidencia el lento desarrollo del entendimiento del ciclo hidrológico y la dificultad de los estudiantes en la actualidad para entender los conceptos, ya que ambos problemas están relacionados por lo que esta escondido de la observación, refiriéndose a las variaciones temporales y espaciales del subsuelo en la experiencia del ciclo hidrológico.
Existen dos formas de conocimiento para poder entender el ciclo hidrológico:
- El conocimiento embebido a la experiencia y el conocimiento separado de la experiencia. El primero se gana a través de experiencia directa y de actividades en la vida diaria y el segundo se gana a través de conocimiento escolar y aprendizaje con libros. Por ejemplo antes de tomar un curso de hidrología, el estudiante ya ha desarrollado conocimiento intuitivo acerca del mundo físico cuando siente la intensidad de una fuerte lluvia o la intercepción del agua cuando se para debajo de un árbol pero necesita también de la formulación matemática para tener un entendimiento integral acerca de la hidrología.
Entonces sin una experiencia física para guiar y sin ninguna dirección de ecuaciones, los estudiantes son normalmente confundidos por la información que necesitan procesar.Conocimiento sistemático, como un largo procedimiento matemático intensivo, necesita la contribución de la intuición, ya que la experiencia sola puede desorientar a un estudiante cuando faltan bases científicas o un sentido de comportamiento sistemático.
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