Este artículo es un relajado popurrí de algunos detalles significativos fácilmente detectables acerca de la física del agua no marina que se observa sobre la superficie de nuestro planeta. En el hilo conductor subyace el concepto físico de gravedad terrestre aplicada al movimiento del agua de lagos y ríos, lo demás es descripción geofísica.

La dinámica del agua, en sentido general, siempre ha sido objeto de asombro, estudio y miradas escudriñadoras y no pocas veces artísticas. Y cuando se observa algo de forma no rutinaria, casi siempre sucede que damos con hallazgos sorprendentes. En el caso de las masas de agua, a veces también podemos vislumbrar problemas geométricos y de comprensión o contenido físico, no siempre fáciles de entender, controlar y regular. Los científicos han discrepado de las causas y el origen de los comportamientos que no siempre se entienden a primera vista. Algunos de los más minuciosos (sin considerar a los poetas) son geómetras y físicos, pero también geólogos, geógrafos y viajeros en general. Es importante tener en cuenta los aspectos de la dinámica de fluidos, pero también los de la geometría de los recipientes, de la geografía o de las características físicas de los materiales. Son muchos parámetros y variables a tener en consideración.

La física, la geología, la matemática y los aspectos técnicos que van perfeccionándose hacen de la ingeniería hidráulica una materia imprescindible para el funcionamiento de las estructuras urbanas. La hidrodinámica, la química del agua, las fases y sus interacciones con los materiales y los aspectos de cuidado y control son imprescindibles para la vida cotidiana.

...cada tramo de paisaje y de clima confiere un trazado y un aspecto general del curso fluvial distinto.

Los paisajes configuran el perfil de un río

Los ríos, en general, atraviesan paisajes distintos, territorios geológicamente diferentes y climáticamente diversos, lo que supone que las características físicas ambientales van modificándose y esto no pasa desapercibido para el río; los terrenos, el clima de las zonas correspondientes y, obviamente, no es lo mismo una llanura que una zona boscosa. El entorno influye de manera crucial en el tipo de sedimentos que el río transporta y esto afecta a la anchura de los meandros que modela, los desniveles, los rápidos. En resumen, cada tramo de paisaje y de clima confiere un trazado y un aspecto general del curso fluvial distinto. En las proximidades de las fuentes, el río se modela de forma diferente que en el transcurso, que se desarrolla a través de llanuras o debido a la heterogeneidad de los terrenos que modelan los tramos sucesivos, así como la flora, la fauna, el régimen de lluvias y la meteorología en general.

Todos estos elementos y algunos otros contribuyen a configurar el cauce global del río y en ese sentido, que incluye las diversas alturas del terreno y la naturaleza de los componentes más o menos erosionables, convierte la realización de un dibujo uniforme de la física de un río en un asunto muy delicado. Y como observación cabe señalar que, aunque no es un comportamiento frecuente, un curso rectilíneo sobre una llanura significaría el cauce más corto de todos los posibles.

Retrato general de un río

El estudio de la «dinámica fluvial» se ocupa de analizar los aspectos físicos relevantes que se pueden expresar matemáticamente.

Los dos tipos básicos de ríos son los que reciben muchos afluentes y los ríos serpenteantes  (formando continuos recodos de diversa importancia, los meandros) dotados de un caudal principal y pocos afluentes, al menos en tramos amplios. De hecho, hay ríos que tienen los dos tipos de estructuras básicas: muchos afluentes en algunos tramos y en otros, a pocos kilómetros, hallarse en régimen de meandros.

Maquetas de ríos para escribir las ecuaciones que los describan. Modelización clásica

En los laboratorios de geología y geofísica se preparan maquetas fluviales. El prototipo estándar es de diez centímetros de anchura por dos metros de longitud. Los problemas de escala de este tipo sirven para tomar nota del funcionamiento de los sedimentos en interacción con el flujo de agua, que es expresable matemáticamente en forma de ecuaciones.

Al analizar las ecuaciones de los ríos se observan dos tipos de soluciones posibles (regímenes asintóticos). Un río típico cargado de sedimentos tiende a ser plano y ancho, mientras que los ríos que transportan poco material adquieren forma sinusoidal. Para pasar de un régimen a otro se usa la teoría de las perturbaciones en la ecuación cerca de las asíntotas. Mediante este procedimiento se obtiene la variación de la anchura de un río considerando el caudal. Este método es aplicable a cualquier caudal, desde el menor riachuelo hasta los ríos más impresionantes del mundo. La forma del río va cambiando continuamente.

Un río típico cargado de sedimentos tiende a ser plano y ancho, mientras que los ríos que transportan poco material adquieren forma sinusoidal.

La fascinación de los lagos

Lagos alpinos, lagos de llanura, grandes lagos de Asia o de Norteamérica, pequeños lagos poco conocidos, lagos célebres, lagos históricos con islas y castillos, lagos de leyenda habitados por monstruos mitológicos o por hadas y otros seres maravillosos, lagos navegables, el laguito de las cercanías de tu localidad, etc. Todos los lagos —al menos considerados genéricamente— tienen algo que nos invita a observarlos con curiosidad.

Energía de los flujos de agua y configuración de la alimentación y desagüe de un lago

El agua que alimenta o sostiene los lagos puede provenir de varias fuentes a la vez: un número variable de ríos y de algunas manantiales, en el caso de los lagos alpinos u otros lagos de grandes cadenas montañosas

No hay un número determinado o prototípico de cauces fluviales que desembocan en lagos y que constituyan su principal fuente de alimentación. Sin embargo, el agua que emana de un lago solo lo hace a través de un río.

Un ejemplo: el Ródano y el lago Lemán

El lago de Ginebra o lago Lemánn recibe agua del caudaloso Ródano, que se forma en un glaciar alpino suizo del mismo nombre y transcurre por Suiza y Francia hasta desembocar en el Mediterráneo. Asimismo, se alimenta por varios ríos, todos de origen alpino, que mueven menos volumen y masa acuosa, es decir; son de menor caudal: Aubonne, Dranse, Eau Froide, Morge, Morges, Serine, Venoge, Versoix y Veveyse.

El río más caudaloso inyecta más agua que los menos caudalosos y ese mayor flujo acuoso cae por gravedad formando un lecho profundo, una corriente mayor y más masiva de agua que hace que transcurra en profundidad. En este caso es el poderoso Ródano, que atraviesa el lago y emerge de nuevo formando una corriente que desemboca en el Mediterráneo.

Los demás ríos que aportan agua al lago de Ginebra lo hacen a menor velocidad o, dicho de otra manera, el aporte de energía es más pequeño debido a la menor descarga acuosa de cada una de estas corrientes. El desagüe del lago se produce siguiendo el cauce que determina el río más caudaloso. Y esto es el comportamiento normal siempre. En resumen, los grandes lagos que se alimentan de varios ríos, solo desaguan por una corriente fluvial, la principal.