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El Ciclo Hidrológico
El viaje del
agua a través del tiempo
Hace sólo
12.000 años, uno podía caminar de Alaska a Siberia sin mojarse. En ese
entonces, los glaciares y las capas de hielo cubrían América del Norte
hasta los Grandes Lagos y el Cabo Cod, a pesar que las áreas costeras
generalmente permanecían sin hielo. Estas extensas capas de hielo
existieron en un momento en el que el nivel marítimo era muy bajo. Por
consiguiente, la tierra estaba al descubierto donde ahora el estrecho de
Bering está cubierto de agua. En realidad, a través de la historia de la
Tierra, períodos de grandes glaciares están en correlación con niveles
marítimos bajos, mientras que períodos donde sólo existen pequeñas capas
de hielo (como hoy en día) están en correlación con niveles marítimos
altos. Estas correlaciones se deben a que la cantidad de agua en la tierra
es constante y está dividida entre reservas en los océanos, en el aire y
en la tierra. Además, el agua de la Tierra está constantemente pasando de
una reserva a otra, en un proceso llamado el ciclo hidrológico. Estos dos
factores nos conducen a la conclusión de que a mayor cantidad de agua
mantenida en las capas de hielo, menor agua en los océanos.
La Tierra
es el único planeta de nuestro sistema solar con extensas cantidades de
agua líquida. Otros planetas son demasiado calientes o fríos, demasiado
grandes o pequeños. A pesar de que en el pasado Marte parece haber tenido
agua en su superficie y que todavía puede albergar agua líquida, a gran
profundidad debajo de su superficie, hoy sabemos que nuestros océanos,
ríos y lluvia son únicos y son además el sostén de la vida. Es fundamental
entender los procesos y las reservas del ciclo hidrológico para poder
enfrentar diferentes cuestiones, incluidas la polución y el cambio global
climático.
En épocas tan tempranas como en el año 800 A.C., Homero
escribió en la Ilíada sobre el océano, señalando que "de sus profundidades
surgen cada río y mar, cada vertiente y fuente que fluye", sugiriéndonos
la conexión de todas las aguas de la Tierra. No fue hasta el siglo XVII,
sin embargo, que la noción poética del ciclo limitado del agua fue
demostrada en la cuenca del Río Sena por dos físicos Franceses, Edmé
Mariotte y Pierre Perrault. Independientemente, cada uno determinó que la
acumulación de nieve en la boca del río era más que suficiente para
explicar su propia descarga. Estos dos estudios marcaron el inicio de la
hidrología, la ciencia hidrológica, y el ciclo hidrológico.
Ciclo Hidrológico
Podemos
pensar el ciclo hidrológico como una serie de reservas, o áreas de
almacenamiento, y una serie de procesos que causan que el agua se mueva
entre estas reservas. Las reservas más grande, de lejos, son los océanos,
que contienen aproximadamente un 97% del agua de la Tierra. El 3% restante
es el agua dulce, tan importante para nuestra sobrevivencia. De ésta,
aproximadamente 78% está almacenada en la Antártica y en Groenlandia.
Aproximadamente 21% de agua dulce en la Tierra es agua almacenada en
sedimentos y rocas debajo de la superficie de la tierra. El agua dulce que
vemos en los ríos, arroyos, lagos y en la lluvia constituye menos del 1%
del agua dulce de la Tierra y menos que el 0.1% de toda el agua de la
Tierra.
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El ciclo
hidrológico. Las flechas indican el volumen del agua que viaja de
una reserva a otra.
El concepto
de ciclo indica claramente el carácter limitado de los recursos.
Como puede observarse, la cantidad de agua existente en la Tierra
siempre es la misma y se halla en constante movimiento debido a la
acción de la energía solar y a la fuerza de la gravedad. De esta
forma, se repite una y otra vez . |
El océano y la atmósfera
El
agua se mueve constantemente de una reserva a otra a través del proceso de
evaporación, condensación, y precipitación. La fuerza motriz del ciclo
hidrológico es el sol, que provee la energía necesaria para la
evaporación, de igual manera que la llama del gas de la cocina provee la
energía necesaria para hervir agua y crear vapor. El agua cambia de un
estado líquido a un estado gaseoso cuando se evapora de los océanos,
lagos, arroyos, y suelo de la tierra (ver El Agua: Propiedades y
Comportamientos para una mayor explicación). Puesto que los océanos
constituyen la reserva mayor del agua líquida, es ahí donde ocurre casi
toda la evaporación. La cantidad de agua en forma de vapor en el aire
varía inmensamente de un momento a otro y de un lugar a otro. Estas
variaciones son conocidas como humedad.
La presencia del agua en forma
de vapor en la atmósfera es uno de los factores que hace que la Tierra sea
un lugar habitable para nosotros. En 1859, el naturalista Irlandés John
Tyndall, empezó a estudiar las propiedades termales de los gases en la
atmósfera de la Tierra. Encontró que algunos gases, como el dioxido de
carbón (CO2) y el agua en forma de vapor, atrapaban el calor en la
atmósfera (una propiedad comúnmente llamada efecto invernadero), mientras
que otros gases como el nítrogeno (N2) y el argón (Ar) le permitían al
calor escapar al espacio. La presencia del agua en la atmósfera ayuda a
mantener la temperatura del aire en la superficie de la tierra entre -40°
C a 55° C. Las temperaturas en los planetas sin agua en forma de vapor en
la atmósfera, como Marte, se mantienen tan bajas como -100° C.
Una vez
que el agua en forma de vapor está en el aire, circula en la atmósfera.
Cuando un paquete de aire se eleva y se enfría, el agua en forma de vapor
se condensa y se convierte en agua líquida alrededor de partículas
parecidas al polvo, llamadas condensación nucléica. Inicialmente estas
gotas de condensación son mucho más pequeñas que las gotas de lluvia y no
son suficientemente pesadas como para formar una precipitación. Estas
pequeñas gotas de agua crean nubes. A medida que las gotas continúan
circulando dentro de las nubes, se unen y forman gotas más grandes que
eventualmente serán suficientemente pesadas para caer como lluvia, nieve o
granizo. A pesar de que la cantidad de la precipitación varía en gran
medida en diferentes lugares de la Tierra, la evaporación y la
precipitación están globalmente balanceadas. En otras palabras, si la
evaporación aumenta, la precipitación también aumenta. El aumento de la
temperatura global es un factor que podría causar un aumento global en la
evaporación de los océanos mundiales, lo cual causaría una precipitación
total mayor.
Puesto que los océanos cubren alrededor de 70% de la
superficie de la tierra, la mayor parte de la precipitación cae de nuevo
al océano y el ciclo empieza otra vez. Una porción de la precipitación cae
sobre el suelo, sin embargo, y toma uno de varios caminos del ciclo
hidrológico. Un poco de agua va para el suelo y las plantas, otro poco
corre hacia los arroyos y lagos, otro poco se filtra en la reserva de agua
del suelo terrestre, y otro poco cae en los glaciares y se acumula en
forma de hielo.
El ciclo hidrológico en el suelo
terrestre
La cantidad de precipitación que se absorbe en el suelo
depende de varios factores: la cantidad y la intensidad de la
precipitación, la condición anterior del suelo, la inclinación del
paisaje, y la presencia de vegetación. Estos factores pueden a veces
interactuar de manera sorprendente. Así, muchas veces, una intensa lluvia
en un suelo muy árido, típico del desierto del sudoeste Norteamericano no
se absorbe en el suelo y crea inundaciones instantáneas. De esta manera,
el agua que no se absorbe está disponible a las plantas. En un proceso
llamado transpiración, las plantas, a través de sus raíces, toman el agua
que sube a través de sus diferentes partes y se evapora de la superficie
de las hojas. El agua que se absorbe en el suelo también puede seguir
absorbiéndose a través del suelo hacia unas reservas terrestres llamadas
acuíferos. De manera errónea, se visualiza a los acuíferos como unos lagos
subterráneos. En realidad, de lo se trata es de que el agua del suelo
terrestre llena los espacios porosos entre los sedimentos o
rocas.
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El agua en el
suelo terrestre existe debajo del manto de agua , que divide el
suelo, las rocas y los sedimentos no saturados de los
saturados. |
El agua que no penetra en el suelo se
une y viaja a través de la superficie hasta desembocar en los arroyos y
ríos que, a su vez , desembocan en el océano. La precipitación en forma de
nieve en las regiones glaciares toma una ruta diferente en el ciclo
hidrológico, acumulándose en las cimas de los glaciares y deslizándose
despacio hacia los valles.
Los Humanos y el ciclo Hidrológico
Las propiedades del agua y el ciclo hidrológico son responsables en
gran medida de los modelos de circulación que vemos en la atmósfera y en
los océanos de la Tierra. La circulación atmosférica y océanica son dos de
los mayores factores que determinan la distribución de las zonas
clímaticas sobre la Tierra. Los cambios en el ciclo o la circulación
pueden traer grandes cambios clímaticos. Por ejemplo, si la temperatura
global promedio continúa aumentando, como lo ha hecho en las recientes
décadas, el agua que está actualmente almacenada en forma de hielo en las
capas de hielos polares, se derretirá. Esto causará un aumento en el nivel
del mar. El agua también se expande cuando se calienta, lo cual exacerba
el aumento del nivel del mar. Muchas de las densamente pobladas áreas
costeras como Nueva Orleans, Miami y Bangladesh se verán inundadas por un
aumento de un metro del nivel del mar . Adicionalmente, la aceleración del
ciclo hidrológico (mayores temperaturas implican mayor evaporación y, por
lo tanto, mayor precipitación) pueden resultar en un clima más severo y
condiciones extremas. Algunos científicos creen que el aumento de la
frecuencia y severidad de los eventos de El Niño en las décadas recientes,
se debe a la aceleración del ciclo hidrológico, inducido por el
calentamiento global.
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Las áreas en rojo
estarían inundadas a una altura de 1.5m al nivel del mar; las áreas
en azul estarían inundadas a una altura de 3.5m a nivel del mar. La
imágen ha sido modificada del original proveniente de la U.S.
Environmental Protection Agency
(EPA). |
De manera más inmediata, cada vez se
hace más evidente el límite de los recursos de agua dulce de la Tierra. El
agua del suelo terrestre puede tomar miles o millones de años para
recargarse naturalmente y estamos usando estos recursos mucho más rápido
de lo que están siendo recargados. El manto de agua en el acuífero
Ogallala, que ocupa 175,000 millas cuadradas de los Estados Unidos, desde
Tejas hasta Dakota del Sur, está disminuyendo en una medida de 10-60 cm.
por año debido a la extracción para irrigar la zona de producción del
granero de la nación. Las aguas de la superficie alrededor del mundo están
contaminadas en gran medida por deshechos humanos y animales, sobre todo
en países como India y China, donde los ríos de aguas no potables, proveen
agua para beber, uso higiénico y doméstico a casi 2 billones de personas.
A pesar de la Ley Agua Limpia en los Estados Unidos y de ciertas prácticas
en algunos lugares del mundo para conservar agua (como los inodoros y
duchas especiales que consumen poca cantidad) que responden a estas
políticas, los problemas se incrementarán a medida que la población
mundial aumente. Efectivamente, cada pozo y manantial, cada río y mar,
provienen de la misma fuente. Por lo tanto, los cambios afectan no sólo a
un río o lago, sino a todo el ciclo hidrológico.
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CONCEPTOS DE
GEOMORFOLOGIA
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Geomorfología
De Wikipedia, la
enciclopedia libre http://es.wikipedia.org/wiki/Geomorfologia
La geomorfología es la disciplina geográfica que estudia los
fenómenos que han configurado la superficie terrestre como resultado de
un balance dinámico —que evoluciona en el tiempo— entre procesos
constructivos y destructivos. El término proviene del griego: Γηος, es
decir, geos (Tierra), μορφή o morfos (forma) y λόγος, logos (estudio,
conocimiento). Habitualmente la geomorfología se centra en el estudio de
las formas del relieve, pero dado que estos son el resultado de la
dinámica geográfica en general estudia, como insumos, por un lado,
fenómenos atmosféricos y climáticos, hidrograficos, , pedológicos y, por
otro, biológicos y geológicos. Esta disciplina es estudiada en mayor o
menor medida dentro de la geografía, la arqueología, la geología, la
ingeniería civil y ambiental.
-
Geomorfología. http://omega.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen3/ciencia3/141/htm/sec_14.htm
Ciencia geológica-geográfica que estudia el relieve terrestre:
origen, evolución y dinámica actual
-
Geomorfologia: http://html.rincondelvago.com/conceptos-geograficos.html
Es la ciencia q estudia el origen, las transformaciones y la evolución
de las formas del relieve terrestre. Encontramos dos factores
fundamentales q intervienen en el origen y en los cambios del relieve:
factores tectónicos y factores climáticos.
-
Geomorfología, http://es.encarta.msn.com/encyclopedia_761569459/Tierra_(planeta).html
Estudio científico de la forma del terreno y de los paisajes. El término
suele aplicarse a los orígenes y a la morfología dinámica (cambio de la
estructura y de la forma) de las superficies de la Tierra, pero abarca también la
morfología del fondo marino y el análisis de terrenos extraterrestres.
Incluida a veces en el campo de la geografía física, la geomorfología es
el estudio del aspecto geológico del terreno visible. Esta ciencia se ha
desarrollado de dos formas distintas que unidas ofrecen una explicación
completa de la forma de los paisajes.
GEOMORFOLOGÍA
La geomorfología se puede
dividir
   
 
El estudio de la
geomorfología se integra en las ciencias geográficas en muchos países
(Francia, p. ej.); en otros (EE. VV.) se la considera ligada a la
geología, pues aunque estudia las formas actuales del relieve, no se
pueden explicar los hechos presentes sin analizar la evolución anterior.
La geomorfología no alcanzó
un valor científico evidente hasta el S. XIX, cuando empieza cierto
interés por su aplicación práctica: construcción de canales,
regulación fluvial y repoblación forestal como preventivos de la
erosión (estudios de Surell y Fabre contra la erosión aIpina y
mediterránea, respectivamente). En el S. XVII! fueron hechos ya
algunos estudios te6ricos; entre ellos se distinguieron los del suizo
Saussure sobre los glaciares continentales. En el s. XIX los estudios
geomorfológicos tendentes a definir las normas esenciales de la nueva
ciencia se caracterizaron por una falta evidente en la investigación de
conjunto; algunos consideran la estructura geológica como fundamento
esencial en la explicación del relieve; otros, como Richthofen en
Alemania, insisten en la influencia del clima sobre el modelado. A fines
del s. XIX el estadounidense W. M. Davis elaboró la llamada teoría
del ciclo de erosión, que tendría gran resonancia en los países
anglosajones e incluso en Francia (de Martonne, Baulic); en síntesis,
la teoría davisiana se apoya en la yuxtaposición de las fuerzas
tectónicas y erosivas. En Alemania, en Rusia y otros países las teorías de
Davis no tuvieron demasiada aceptación; en estos países se concedió
importancia fundamental al clima y a la tectónica. En la
actualidad las 'teorías davisianas se consideran demasiado
sistemáticas y la geomorfología moderna tiende a una investigación más
detallada y a un mayor rigor científico, evitando los errores de una
generalización teórica demasiado idealista. Los métodos de la
geomorfología moderna se fundan, pues, en el análisis de los procesos, en
el estudio de los materiales correlativos y en las técnicas de datación
mejoradas. Es decir, no se intenta ya imaginar la evolución del modelado,
sino reconstruirlo lo más exactamente posible. |
| LOS SUELOS
A lo largo de los ciclos terrestres, los suelos
pueden envejecer por exceso de mineralización y defecto de
síntesis orgánica, para dar lugar a la recuperación del estado
original de roca. Tales procesos revisten especial gravedad cuando
son las prácticas agrícolas inadecuadas las que los aceleran, ya que
producen una prematura y perniciosa pérdida de fertilidad. Los estudios
sobre los suelos han adquirido modernamente una creciente
Importancia en este contexto.
CONCEPTO
Es el material suelto no consolidado que se
origina de la alteración meteorológica o de la disgregación o destrucción
física de las rocas, ya sea por incidencia del agua, vientos u otros
materiales y procesos y que, bajo la influencia de los seres vivos,
evoluciona hasta formar un sistema complejo.
Constitución y disposición. El suelo está conformado por partículas
minerales de tamaños y tipos distintos; también de materia orgánica
formada por residuos y desechos vegetales y animales, más o menos
degradados; organismos vivos que intervienen continuamente; de oxígeno,
carbono y agua.
Generalmente la mitad del volumen que ocupa el
suelo está formado por aire y agua. El agua rellena los espacios entre las
partículas y elementos sólidos que conforman el suelo, además de disolver
de muchos elementos y permitir su transporte por toda la superficie.
Dinámica. La generación del suelo tiene una dinámica
propia que resumiré a continuación:
Es estructura el nombre dado a la modalidad que
utilizan las partículas del suelo para integrarse.
Por la humedad las partículas más pequeñas
forman grumos. Estos grumos se encuentran separados, en lo cuales se
encuentra el aire y l agua. Estos espacios los llamamos poros. Estos
espacios con ausencia de densidad son los que le dan gran volumen al
suelo.
Como submódulos, muchos grumos formas otras
entidades más grandes, y eso es lo que le da la propiedad de tipo de
suelo.
Clasificación. Los suelos pueden clasificarse de acuerdo a
distintos criterios dados por sus características generales:
- Por la morfología y la composición del suelo,
con énfasis en las propiedades que se pueden ver, sentir o medir por
ejemplo, la profundidad, el color, la textura: fina o gruesa, la
estructura: floculada, agregada o dispersa, lo que define su porosidad
que permite el intercambio y movimiento del agua y gases, y la
composición química: su poder de absorción de coloides y grado de acidez
(pH).
- Por las capas características, llamadas
horizontes; la naturaleza, el número, el grosor y la disposición de
éstas también es importante en la identificación y clasificación de los
suelos.
Complejos procesos de clasificación de
acuerdo a los puntos señalados arriba, nos llevan a la siguiente
tabla:
|
Clasificación Tipo Nº
1 |
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Suelos zonales:
|
Suelos que reflejan la
influencia del clima y la vegetación como los controles más
importantes. |
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Suelos azonales:
|
Son aquellos que no tienen
limites claramente definidos y no están mayormente influenciados por
el clima. |
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Suelos intrazonales:
|
Son aquellos que reflejan la
influencia dominante de un factor local sobre el efecto normal del
clima y la vegetación. Ej.: los suelos hidromórficos (pantanos) o
calcimórficos formados por
calcificación. |
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Clasificación Tipo Nº
2 |
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Suelos exodinamórficos:
|
Son aquellos suelos que
reflejan la influencia del clima y la
vegetación. |
|
Suelos exodinamórficos:
|
Son aquellos suelos
influenciados por el material
parental. |
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Clasificación Tipo Nº
3 |
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Pedocales:
|
Suelos con acumulación de
carbonatos de calcio, generalmente están en ambientes áridos y
semiáridos. |
|
Pedalfers:
|
Suelos con alta lixiviación
y segregación de Al y Fe, generalmente están en ambientes
húmedos. |
Podemos utilizar otra práctica clasificación
para no sumergirnos en complejos análisis. Esta clasificación
es:
- Suelos no evolucionados. Son suelos brutos, muy próximos a la roca
madre y apenas tienen aporte de materia orgánica. Son resultado de
fenómenos erosivos o de la acumulación reciente de aportes aluviales. De
este tipo son los suelos polares y los desiertos, tanto de roca como de
arena, así como las playas.
- Suelos poco evolucionados. Dependen en gran medida de la naturaleza de
la roca madre. Existen tres tipos básicos:
- Ránker: son más o menos ácidos, como los
suelos de tundra y los alpinos.
- Rendzina: se forman sobre una roca madre
carbonatada, como la caliza, suelen ser fruto de la erosión y son
suelos básicos.
- De estepa: se desarrollan en climas
continentales y mediterráneo subárido. El aporte de materia orgánica
es muy alto. Según sea la aridez del clima pueden ser desde castaños
hasta rojos.
Suelos evolucionados. Posee todo tipo de
humus, y cierta independencia de la roca madre. Hay una gran variedad y
entre ellos se incluyen los suelos de bosques templados, los de regiones
con gran abundancia de precipitaciones, los de climas templados y el suelo
rojo mediterráneo. En general, si el clima es propicio y el lugar
accesible, la mayoría de estos suelos están hoy ocupados por explotaciones
agrícolas.
SÍNTESIS LOCAL DE
FISIOSFERA
La
fisiosfera, entendida esta como el conjunto de los compuestos de
materiales y energía y sus flujos
La fisiosfera es la base de todo el
sistema, y de allí emerge la biosfera como primera nueva cualidad. La
economía se apoya en la biosfera y en la fisiosfera, es decir, ellas son
su condición de existencia. Así mismo las ciudades emergen una vez que la
economía está implantada en una sociedad. El territorio en términos de sus
componentes físicos emerge una vez que las ciudades y las infraestructuras
que las comunican han emergido. Y una vez que hay territorio es posible
que emerjan instituciones que ejercen el poder sobre el mismo, disponen de
un ámbito espacial de competencia. Sólo cuando hay instituciones, hay
posibilidad del pensamiento estratégico en el nivel social, entonces
emergen las políticas.
La fisiosfera muestra un nivel mucho
menor de complejidad y organización que los ecosistemas, o la biosfera. En
este sentido la biosfera es mas reducida en superficie, menos extensa,
pero más importante en profundidad que la fisiosfera. Así, por ejemplo, la
fisiosfera está presente en la biosfera, pero a la inversa no. Por esta
razón, la biosfera representa un grado superior jerárquico que la
fisiosfera en la holoarquía. Lo mismo pasa entre la economía y la
biosfera, o ecosistemas.
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| SISTEMAS HIDROGRÁFICOS
Los sistemas hidrográficos son unidades propias
de las tierras emergidas, siendo a la vez parte de una interfase mixta
aire - agua - tierra. Son universos tridimensionales, en cuya dinámica
juega el relieve un papel determinante. En realidad, absolutamente todas
las tierras emergidas del planeta, están divididas en Sistemas
Hidrográficos; tan es así, que se han establecido jerarquías para
señalarlos atendiendo a su magnitud: a los sistemas mayores se les
denomina Hoyas Hidrográficas, siendo aquellas cuyos mayores ríos permiten
la navegación; las Hoyas pueden ser divididas en Cuencas Hidrográficas y
éstas a su vez en subcuencas y microcuencas, según la densidad de las
líneas de drenaje. Entonces podríamos definir a los sistemas
hidrográficos, sean hoyas, cuencas, subcuencas o microcuencas como “...un
territorio con una vía de avenamiento común...”, es decir, un espacio de
terreno denominado “vertiente”, en el cual la lluvia que cae o las aguas
de la nieve o hielo que se funde, son drenadas por un canal común, el cual
va a verterlas, a su vez, a un cuerpo de agua mayor, al cual se subordina,
sea este otro canal, quebrada, arroyo, río, lago, mar o el océano mismo;
lo que implica que en la medida que un canal de avenamiento va recibiendo
las aguas tributadas por otros canales menores, el espacio drenado o
vertiente, va creciendo en magnitud y complejidad, hasta alcanzar las
jerarquías indicadas.
Señalamos que la “vertiente” del sistema
hidrográfico recibe el total de las aguas de las precipitaciones, las
cuales distribuye en las proporciones variables de escurrimiento,
infiltración y evaporación descritas previamente, quienes lo consagran
como un sistema de regulación de aguas, a las cuales capta durante las
lluvias y las libera gradualmente durante la sequía.
Ejemplo de ello los tenemos en los ríos, mares,
lagos y toda superficie con relativa autonomía e identificados, como lo
son: Lago de Maracaibo, Río Limón, Cañada de Urdaneta. |
