EL AGUA

¿QUE ES EL AGUA?

es una sustancia cuya molécula está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno (H₂O). Es esencial para la supervivencia de todas las formas conocidas de vida. El término agua, generalmente, se refiere a la sustancia en su estado líquido, pero la misma puede hallarse en su fo

rma sólida llamada hielo, y en forma gaseosa denominada vapor. El agua cubre el 71% de la sup

erficie de la corteza terrestre. Se localiza principalmente en los océanos donde se concentra el 96,5% del agua total, los glaciares y casquetes polares poseen el 1,74%, los depósitos subterráneos (acuíferos), los permafrost y los glaciares continentales suponen el 1,72% y el restante 0,04% se reparte en orden decreciente entre lagos, humedad del suelo, atmósfera, embalses, ríos y seres vivos. El agua es un elemento común del sistema solar, hecho confirmado en descubrimientos recientes. Puede ser encontrada, principalmente, en forma de hielo; de hecho, es el material base de los cometas y el vapor que compone sus colas.

Desde el punto de vista físico, el agua circula constantemente en un ciclo deevaporación o transpiración (evapotranspiración), precipitación, y desplazamiento hacia el mar. Los vientos transportan tanto vapor de agua como el que se vierte en los mares mediante su curso sobre la tierra, en una cantidad aproximada de 45.000 km³ al año. En tierra firme, la evaporación y transpiración contribuyen con 74.000 km³ anuales al causar precipitaciones de 119.000 km³ cada año.

PROPIEDADES DEL AGUA

Las propiedades fisicoquímicas más notables del agua son:

§ El agua es insípida e inodora en condiciones normales de presión y temperatura. El color del agua varía según su estado: como líquido, puede parecer incolora en pequeñas cantidades, aunque en elespectrógrafo se prueba que tiene un ligero tono azul verdoso. El hielo también tiende al azul y en estado gaseoso (vapor de agua) es incolora.

§ El agua bloquea sólo ligeramente la radiación solar UV fuerte, permitiendo que las plantas acuáticas absorban su energía.

§ Ya que el oxígeno tiene una electronegatividad superior a la del hidrógeno, el agua es una molécula polar. El oxígeno tiene una ligera carga negativa, mientras que los átomos de hidrógenos tienen una carga ligeramente positiva del que resulta un fuerte momento dipolar eléctrico. La interacción entre los diferentes dipolos eléctricos de una molécula causa una atracción en red que explica el elevado índice de tensión superficial del agua.

§ La fuerza de interacción de la tensión superficial del agua es la fuerza de van der Waals entre moléculas de agua. La aparente elasticidad causada por la tensión superficial explica la formación de ondas capilares. A presión constante, el índice de tensión superficial del agua disminuye al aumentar su temperatura. También tiene un alto valor adhesivo gracias a su naturaleza polar.

§ La capilaridad se refiere a la tendencia del agua de moverse por un tubo estrecho en contra de la fuerza de la gravedad. Esta propiedad es aprovechada por todas las plantas vasculares, como los árboles.

§ Otra fuerza muy importante que refuerza la unión entre moléculas de agua es el enlace por puente de hidrógeno.

§ El punto de ebullición del agua (y de cualquier otro líquido) está directamente relacionado con la presión atmosférica. Por ejemplo, en la cima del Everest, el agua hierve a unos 68º C, mientras que al nivel del mar este valor sube hasta 100º. Del mismo modo, el agua cercana a fuentes geotérmicas puede alcanzar temperaturas de cientos de grados centígrados y seguir siendo líquida. Su temperatura crítica es de 373,85 °C (647,14 K), su valor específico de fusión es de 0,334 kJ/g y su índice específico de vaporización es de 2,23kJ/g.

§ El agua es un disolvente muy potente, al que se ha catalogado como el disolvente universal, y afecta a muchos tipos de sustancias distintas. Las sustancias que se mezclan y se disuelven bien en agua —como las sales, azúcares, ácidos, álcalis, y algunos gases (como el oxígeno o el dióxido de carbono, mediante carbonación)— son llamadas hidrófilas, mientras que las que no combinan bien con el agua —como lípidos y grasas— se denominan sustancias hidrofóbicas. Todos los componentes principales de las células de proteínas, ADN y polisacáridos se disuelven en agua. Puede formar un azeótropo con muchos otros disolventes.

§ El agua es miscible con muchos líquidos, como el etanol, y en cualquier proporción, formando un líquido homogéneo. Por otra parte, los aceites son inmiscibles con el agua, y forman capas de variable densidad sobre la superficie del agua. Como cualquier gas, el vapor de agua es miscible completamente con el aire.

§ El agua pura tiene una conductividad eléctrica relativamente baja, pero ese valor se incrementa significativamente con la disolución de una pequeña cantidad de material iónico, como el cloruro de sodio.

§ El agua tiene el segundo índice más alto de capacidad calorífica específica —sólo por detrás del amoníaco— así como una elevada entalpía de vaporización (40,65 kJ mol^-1); ambos factores se deben al enlace de hidrógeno entre moléculas. Estas dos inusuales propiedades son las que hacen que el agua "modere" las temperaturas terrestres, reconduciendo grandes La densidad del agua líquida es muy estable y varía poco con los cambios de temperatura y presión. A la presión normal (1 atmósfera), el agua líquida tiene una mínima densidad (0,958 kg/l) a los 100 °C. Al bajar la temperatura, aumenta la densidad (por ejemplo, a 90 °C tiene 0,965 kg/l) y ese aumento es constante hasta llegar a los 3,8 °C donde alcanza una densidad de 1 kg/litro. Esa temperatura (3,8 °C) representa un punto de inflexión y es cuando alcanza su máxima densidad (a la presión mencionada). A partir de ese punto, al bajar la temperatura, la densidad comienza a disminuir, aunque muy lentamente (casi nada en la práctica), hasta que a los 0 °C disminuye hasta 0,9999 kg/litro. Cuando pasa al estado sólido (a 0 °C), ocurre una brusca disminución de la densidad pasando de 0,9999 kg/l a 0,917 kg/l.

§ El agua puede descomponerse en partículas de hidrógeno y oxígeno mediante electrólisis.

§ Como un óxido de hidrógeno, el agua se forma cuando el hidrógeno —o un compuesto conteniendo hidrógeno— se quema o reacciona con oxígeno —o un compuesto de oxígeno—. El agua no es combustible, puesto que es un producto residual de la combustión del hidrógeno. La energía requerida para separar el agua en sus dos componentes mediante electrólisis es superior a la energía desprendida por la recombinación de hidrógeno y oxígeno. Esto hace que el agua, en contra de lo que sostienen algunos rumores, no sea una fuente de energía eficaz.

§ Los elementos que tienen mayor electro positividad que el hidrógeno —como el litio, el sodio, el calcio, el potasio y el cesio— desplazan el hidrógeno del agua, formando hidróxidos. Dada su naturaleza de gas inflamable, el hidrógeno liberado es peligroso y la reacción del agua combinada con los más electropositivos de estos elementos es una violenta explosión.

CARACTERISTICAS PRINCIPALES DEL AGUA:

Olor

Son inodoras, ni tampoco después de 10 días a 26º C en recipiente cerrado. Los olores del agua pueden ser:

· Productos químicos indeseables.

· Materia orgánica en descomposición

A ctinomicetos

Bacterias

El olor puede ser indicativo de contaminación de diversos tipos.

Sabor

Un agua potable debe tener un sabor débil y agradable. Las aguas muy puras son menos agradables, debido a que tienen menos minerales. Los cloruros dan sabor salobre. El magnesio lo produce amargo. El aluminio sabor terroso Salvo el sabor debido a minerales que es fácilmente apreciable, el resto son indicadores de contaminación o existencia de algas verdes - azuladas que dan sabor podrido y algas verdes sabor a hierba. Nunca probar el agua si desconoce el origen.

Color

No tiene color Si aparece color es debido a sustancias en suspensión o en solución. Color verde se debe a algas. Color amarillo a pardo puede ser por presencia de hierro y manganeso, también desechos de cromato dan color amarillo. Siempre que hay color la calidad es deficiente. El color amarillento lo da el azufre contenido en el ácido sulfhídrico y el fierro este color está disuelto en el agua, no es por partículas suspendidas.

Turbidez

Toda agua potable debe ser transparente, y no tener partículas insolubles en suspensión como limo, arcilla, materia mineral, algas, materia fecal, etc.

Conductividad eléctrica

La medida de conductividad depende de la actividad y tipos de iones del agua. Por medio de la conductividad conocemos de forma global el grado de mineralización del agua, y podemos detectar infiltraciones de aguas superficiales de mineralización diferente, o detectar la infiltración de aguas contaminadas. Valor de calidad de agua hasta 400 micro siemens/cm, y como máximo 600 micro siemens/cm.

Nitratos

Los nitratos existentes en el agua son, consecuencia de la nitrificación del nitrógeno orgánico o al atravesar el agua terrenos con ellos. Contaminación orgánica (aguas residuales) o por abonos químicos. La OMS incluye a los nitratos entre los componentes del agua nocivos para la salud, si su concentración es superior a 45 mg/l. Los nitratos pasan a nitritos en el estomago, luego a sangre y forman metahemoglobina, con lo cual la absorción del oxígeno por la sangre disminuye, produciendo asfixia interna.

Nitritos

Los nitritos son indeseables en aguas potables de consumo publico, algunas aguas debido a terrenos por donde discurren o a las condiciones de almacenamiento, pobre en oxígeno, pueden presentar cierto contenido en nitritos. La presencia de nitritos es indicador de contaminación Las nitrosaminas que se pueden formar a partir de los nitritos producen cáncer de vías digestivas superiores y de hígado en animales de experimentación

Cloruros

Depende mucho de los terrenos por donde atraviesan, pueden ser debidos al agua del mar, a suelos áridos lavados por la lluvia, o bien por contaminación de aguas residuales. El contenido en cloruros de aguas naturales suele ser de 50 - 60 mg/l. En España es agua de calidad niveles de 250 ml/l y como máximo tolerable de 350mg/l. Si sobrepasa este no representa inconvenientes para el consumo humano, salvo el gusto desagradable,

Magnesio

El magnesio junto al calcio sirven para calibrar la dureza del agua. La cantidad de magnesio depende de los terrenos que el agua atraviesa. El magnesio es indispensable para el crecimiento humano. Concentraciones superiores a 125 mg/l tienen efecto laxante.

Dureza

La dureza es debida a los iones de calcio, magnesio, estroncio y bario. En suelos de basalto, arenisca y granito las aguas son blandas. En suelos de cal, yeso, y dolomitas es agua dura. Las duras precipitan el jabón, pueden presentar problemas de incrustaciones.

IMPORTANCIA DEL AGUA

El agua es un recurso natural indispensable para la vida, pero su consumo aumenta de manera muy acelerada. Si bien el recurso agua podría considerarse como renovable, su calidad disminuye de manera paulatina, lo que puede dar lugar a problemas de escasez. Además, como por todos es conocido, aunque tres cuartas partes del planeta están cubiertas de agua, sólo una mínima parte es apta para el consumo humano.

La importancia del agua para la vida en la Tierra se debe principalmente a que es el componente mayoritario en la estructura de los seres vivos, esencial para su metabolismo. Por otra parte, el agua regula la temperatura ambiental del planeta y es un factor social que ha condicionado el desarrollo de las diferentes civilizaciones, siendo actualmente un recurso económico fundamental.

Está estimado en la actualidad un consumo diario medio de agua por persona cercano a los 200 litros, incluyendo las importantes pérdidas que se producen en su distribución. El agua procede tanto de fuentes superficiales (embalses…) como subterráneas (pozos…), desde donde es transportada a través de grandes conducciones, potabilizada en estaciones de tratamiento y, a continuación, elevada a depósitos desde donde se distribuirá por todas las viviendas mediante una red de abastecimiento. Además, toda el agua que consumimos procede, en última instancia, del agua de lluvia, con lo que en épocas de sequía se corre el riesgo de sufrir importantes restricciones.

La mayor parte del agua que entra en nuestras casas, sale de forma residual cargada de diversos contaminantes que van camino de las depuradoras. Estas están diseñadas únicamente para neutralizar los contaminantes orgánicos, nunca los compuestos tóxicos que se acostumbran a tirar, por lo que el proceso de depuración pierde capacidad.

Dado que en la zona donde vivimos el agua disponible varía mucho dependiendo de la climatología, el ahorro debe ser considerado como una premisa fundamental, y se convierte en factor de garantía de buena calidad, independientemente de la disponibilidad puntual del recurso. La utilización racional del agua impone una gestión eficiente y sostenible del recurso, y nos compromete a ser cuidadosos con el gasto del agua, tanto a nivel individual como colectivo.

Se entiende como uso sostenible del agua, el propósito de hacer compatible el uso de un bien natural con el mantenimiento del ecosistema al que pertenece y además que no se produzca una pérdida de las funciones para satisfacer la demanda, evitando situaciones de sobre explotación. La gestión sostenible del agua consiste en administrar los recursos hídricos, tanto subterráneos como superficiales, en base a un correcto balance entre las necesidades de la sociedad y el medio ambiente natural.

Algunas medidas que se pueden poner en marcha en nuestros hogares, para ahorrar el consumo de este preciado bien, son, entre otras: ducharse en lugar de bañarse; no emplear el inodoro como si fuera una papelera; cerrar levemente la llave de paso de agua a la vivienda; llenar tanto el lavavajillas como la lavadora cuando se van a utilizar; etc.

El Día Mundial del Agua 2009, que se celebra el domingo 22 de marzo, hará énfasis en cuestiones relacionadas a las aguas compartidas. Estas aguas cobran cada día mayor importancia porque son la base de la interdependencia del agua para millones de personas. “Compartir el agua es compartir oportunidades”, este es el lema con el que se invita a la población a celebrar este año el Día Mundial del Agua.

¿QUE ES UN GLACIAR?

es una gruesa masa de hielo que se origina en la superficie terrestre por acumulación, compactación y recristalización de la nieve, mostrando evidencias de flujo en el pasado o en la actualidad. Su existencia es posible cuando la precipitación anual de nieve supera la evaporada en verano, por lo cual la mayoría se encuentra en zonas cercanas a los polos, aunque existen en otras zonas montañosas. El proceso del crecimiento y establecimiento del glaciar se llama glaciación. Los glaciares del mundo son variados y pueden clasificarse según forma (de valle, de nicho, campo de hielo etc.), régimen climático (tropical, temperado o polar) o condiciones térmicas (base fría, base caliente o politermal).

Un 10 % de la Tierra está cubierto de glaciares, y en tiempos geológicos recientes el 30 % lo estuvo.¹ Los glaciares del mundo acumulan más del 75 % del agua dulce del mundo.¹ En la actualidad 91 % del volumen y 84 % del área total de glaciares esta en la Antártida, 8 % del volumen y 14 % del área en Groenlandia sumando el resto de los glaciares 4 % del área y menos del 1 % del volumen.²

IMPORTANCIA DE LOS GLACIARES

Sobre los dos polos del planeta han existido glaciares enormes durante millones de años. Se midieron de cientos de pies hasta más de una milla de profundidad y cubrieron áreas tan vastas como continentes tal como la Antártica. En las altísimas montañas tibetanas, las sierras madres y las alpinas, igual como en otras, los glaciares también han existido durante millones de años. Pero durante los últimos dos siglos, sólo doscientos años, a razón del adviento de la tecnología, los glaciares empezaron a derretirse más rápido cada década hasta que ahora los glaciares están en peligro de perderse. Si desaparecen, el efecto para el planeta será desastroso.

La corriente japonesa que fluye hacia el sur en el Pacífico cruza el océano en sus áreas sureñas hasta dar con las orillas de América del Sur y volver hacia el norte para llegar a donde empezó, en la ártica con sus glaciares. Gran cantidad de agua de la corriente se deriva de aguas del hielo derretido de los glaciares en la ártica. Las aguas glaciales entran en el océano sumergiéndose bajo el agua cálida proveniente del sur. Hay una interacción entre el agua fría y el agua caliente. La interacción, junto con los vientos extremadamente fríos soplando a través de los glaciares, contribuye sustancialmente al movimiento de la corriente. Las aguas entrando al océano y los fuertes vientos son los principales factores que tienen que ver con el flujo de la corriente japonesa y tienen mucho que ver con la cantidad de los abundantes seres que habitan en ella.

El agua fría tiene más capacidad de retener gases que el agua caliente. Las aguas frías de la corriente japonesa siempre han sido ricas en oxígeno y consecuentemente con una gran variedad de vida marina que alimenta a miles de millones de seres humanos alrededor del planeta sin mencionar las tantas criaturas que se mantienen. Se puede decir que la corriente japonesa es la principal despensa comparable con sistemas de almacenaje de oxígeno y acondicionadores de aire. Las aguas frías bajando del norte enfrían las tierras por donde pasan e impulsan las brisas que ayudan a mantener el equilibrio del calor sobre las tierras llevando vapores de agua que caen como lluvias hasta miles de kilómetros lejos del mar. En cada gota de agua caída en las lluvias es muy probable que haya moléculas formadas de constituyentes derivados de los glaciares e igual como de ellos de las montañas.

Si se acaban los glaciares, todo este círculo de movimientos, alimentación, aire acondicionamiento, y almacenamiento de gases se estancará. Las consecuencias serán tan serias que será posible que no existirá vida dentro de unos cientos de años. Los océanos se calentarán. Las tierras se secarán. Las aguas de los lagos, presas y mares empezarán a almacenar menos oxígeno, en consecuencia aumentará el número de bacterias anaeróbicas fabricantes de otros gases letales a toda clase de vida aparte de ellas. Entre éstos habrá el sulfuro de hidrógeno que es demasiado letal en pequeñas concentraciones. Apesta como el olor de huevos echados a perder. Este gas al existir en suficientes concentraciones en el agua m.atará a las criaturas que en ella habiten. Cuando llega a concentrarse lo suficiente como para escapar del agua entrará en el aire y matará a todo ser viviente. No hay nada que lo puede resistir. En el caso de que la tierra pierda los glaciares, el planeta se quedará tan muerto como el planeta Marte

EFECTOS DE LA MINERÍA EN EL AGUA

Ø Alteraciones en la dinámica fluvial:

· Variación del perfil y trazado de la corriente fluvial, variaciones en el nivel de base local, alteración en la dinámica (variaciones en las tasas de erosión/sedimentación) en el perfil(aguas abajo y aguas arriba) por excavaciones, diques y represas.Aumento de la peligrosidad de inundación.

Ø Alteraciones en la dinámica fluvial:

· Incorporación de partículas sólidas en la corriente, aumento de la carga de fondo y en suspensión, incremento en las tasas de sedimentación aguas abajo.

Ø Perdida de masas de agua

· O cupación de lagos, embalses, bahías (p.e. Portman).

· Pérdida de masas glaciares.

Al teraciones en el régimen hidrogeológico:

· Variaciones en el nivel freático, variaciones en el régimen de recarga y modificaciones en el flujo subterráneo por efectos barrera, drenajes inducidos, infiltración restringida/favorecida, compactación, modificación del relieve, deforestación.

Ø Contaminación por metales pesados y metaloides (As):

· E coloides en suspensión.

· E especies en disolución: uno de los procesos más relevantes para la movilización de metales desde la fase sólida es el (“acid mine drainage”, AMD), además de los procesos de metalurgia por lixiviación y cianuración.

· Se puede producir nuevamente la incorporación de los metales a la fase sólida (sedimentos) por adsorción y/o coprecipitación.

Ø Variaciones del pH por el drenaje ácido de mina :

· Se produce por la hidrólisis y oxidación de sulfuros, en especial la pirita:

4 FeS2 + 14 O2 + 4 H2O ® 4 Fe2+ + 8 SO42- + 8 H+

4 Fe2+ +O2 + 4 H+ ® 4 Fe3+ + 2 H2O

4 Fe3+ + 12 H2O ® 4 Fe(OH)3 [“limonita”] + 12 H+

Ø Variaciones del pH por el drenaje ácido de mina (“acid mine drainage”, AMD):

· En condiciones de aridez, se forman sulfatos de hierro (jarosita).

· como resultado se obtienen aguas de pH muy bajo (2-3), cargadas en aniones (sobre todo sulfatos), en las que generalmente son más solubles los metales pesados como Pb,Zn, Cu, As, Cd, etc. (a excepción de Hg).

Ø Variaciones del pH por el drenaje ácido de mina (“acid mine drainage”, AMD):

· Depende de la superficie específica (tamaño) de las partículas ¡¡balsas!! y la porosidad.

· La cinética también esta controlada por el clima y la actividad bacteriana.