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Universidad Rey Juan Carlos

El agua. Sus características y propiedades

El agua. Sus características y propiedades

El agua como requisito necesario para vivir juega un papel primordial en el desarrollo de todo ser vivo. Esta especie química es determinante de muchas de las características físico-químicas y biológicas imperantes en el planeta tierra.

El agua era considerada como una sustancia homogénea, hasta el descubrimiento de los isótopos de hidrógeno y oxígeno. Más adelante se comprobó que era una mezcla en la cual varía las cantidades relativas de distintos constituyentes.

Este líquido fundamental contiene grandes anomalías en sus propiedades. Los valores elevados en sus puntos de fusión y ebullición, vaporización y sublimación, conductividad térmica, capacidad térmica, tensión superficial y constante dieléctrica. Todas estas propiedades juegan un papel que podemos considerar fundamental en el desarrollo de la vida.

 “El 70% de la superficie de la Tierra es agua y tan sólo 30% es tierra firme. Tenemos un planeta cubierto de una delgadísima película de agua. Para darnos una idea: si mojamos una naranja, la capa que permanece en la cáscara equivale a la proporción que existe en la Tierra. No, el nuestro no es un planeta de agua, apenas es un planeta mojado.” Así lo explica www.agua.org, portal web cuyo objetivo es brindar herramientas para mejorar la gestión y el aprovechamiento del agua.

A continuación, se detallan las principales características del agua:

  • Densidad del Agua

La densidad del agua es 1 (exactamente 0,9999 a 20º C). La congelación del agua es bas­tante distinta a la de otros líquidos. Los puentes de hidrógeno producen un reordena­miento cristalino que hace que el hielo se expanda más allá del volumen del líquido ori­ginal, de forma que su densidad resulta menor y flota. Si no fuese así los cuerpos de agua se congelarían en el fondo y la vida, en la forma que conocemos no existiría.

  • Viscosidad del Agua

Es la propiedad que tiene un líquido de oponer resistencia a todo movimiento, ya sea interno o global del flujo. Es un papel fundamental de las pérdidas de carga y por tanto juega un papel fundamental en el tratamiento del agua. Disminuye cuando aumenta la temperatura. Aumenta conforme aumenta el contenido en sales disueltas, por lo que es más viscosa el agua del mar que la de un río.

  • Calor Específico

Es la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de 1Kg de agua en 1ºC. Es la sustancia que posee mayor calor específico (4.180 J/Kg/ºC). Varía en función de la tem­peratura y presenta un mínimo a 35ºC.

  • Calor Latente

Cantidad de calor necesaria para efectuar el cambio de estado de la unidad de masa pre­viamente llevada a la temperatura que corresponda a la tensión reinante.

La energía requerida para romper un puente de hidrógeno y liberar una molécula de agua (H20) para formar vapor, es mucho mayor que la requerida por muchos compuestos quí­micos comunes. El calor de vaporización del agua es de 539 Kcal/Kg, es por ello que el va­por de agua tiene un alto contenido energético y es un medio ideal para transferir energía.

  • Tensión Superficial

Es la fuerza de tracción que se ejerce sobre la superficie del líquido. El agua tiene una tensión superficial muy elevada debido a los puentes de hidrógeno. La tensión superficial disminuye al aumentar la temperatura. Se mide en Newton/metro.

  • Conductividad

El agua es ligeramente conductora de electricidad, aumentando su conductividad si se añaden sales u otros materiales ionizantes. Su unidad es microsiemens por centímetro (μS/cm).

  • Color

El agua pura no es incolora, tiene un tinte azul verdoso en grandes volúmenes. El color afecta estéticamente a la potabilidad de las aguas y afecta como colorante de ciertos pro­ductos cuando se utiliza en su fabricación.

Las medidas de color se hacen por comparación con un estándar arbitrario a base de cloruro de cobalto Cl2Co y cloroplatino de potasio Cl6PtK2 y se expresa en una escala de unidades de Pt-Co (unidades Hazen) o simplemente escala Pt.

  • Turbidez

Es la dificultad del agua para transmitir la luz de los materiales en suspensión, coloidales o muy finos. Son materiales difíciles de decantar y filtrar.

La medición se hace por comparación con la turbidez inducida por diversas sustancias. Se utilizan unos aparatos llamados turbidímetros de los que existen varios tipos.

El color, la turbidez y la conductividad se utilizan como parámetros de la calidad del agua.

 

Dato importante

La hidrología es la rama de la ciencia que estudia cómo se mueve el agua en la Tierra, cómo se transforma, propiedades físico-químicas y sus interacciones con el medio físico y biológico, incluyendo las reacciones a la acción del hombre.

La contaminación del agua y sus fuentes de contaminación

La contaminación del agua se define como la presencia de sustancias u organismos ex­traños en un cuerpo de agua en tal cantidad y con tales características que impiden su utilización con propósitos determinados.

La contaminación puede ser natural o antropogénica:

  • Contaminación natural: que se debe a fenómenos naturales como la erosión y las erupciones volcánicas y está relacionada con la composición de suelos, aguas y los componentes de algunos alimentos pero que no es tan grave como la antro­pogénica.
  • Contaminación antropogénica: que es generada por las actividades que realiza el hombre como son las industriales, mineras, agropecuarias, artesanales y domés­ticas y es más grave por su naturaleza y la gran variedad de contaminantes que genera.

Por el tipo de contaminante que generan se clasifica en:

  • Contaminación biológica: se presenta cuando un microorganismo (virus, hongo o bacteria) se encuentra en un ambiente que no le corresponde y causa daños a los demás organismos que lo habitan. Con frecuencia es provocada por las deficien­cias de los servicios de saneamiento como drenajes y alcantarillado, abastecimien­to de agua potable, sistemas de tratamiento de aguas negras o por malos hábitos higiénicos.

Sin embargo, es relativamente fácil de prevenir y controlar, ya que, si se llevan a cabo las medidas de recolección oportuna y adecuada de la basura, su confinamiento en lugares acondicionados para tal fin y campañas de educación para la salud, se podrán prevenir muchas de las enfermedades debidas a esta fuente de contaminación.

  • Contaminación física: es la provocada por agentes físicos como las radiaciones ionizantes, energía nuclear, ruido, presiones extremas, calor y vibraciones. Se pre­senta tanto en ambientes cerrados como los laborales, como en abiertos donde provocan daños a la población en general.
  • Contaminación química: es provocada por diferentes sustancias de uso industrial y doméstico que se encuentran dispersas en el ambiente. Se considera como la más grave de las tres, pues dichas sustancias suelen encontrarse en los tres estados de la materia (líquido, sólido y gaseoso) y por lo tanto quedar depositadas en el agua, suelo y aire y por esta razón entrar más fácilmente en los organismos vivos. Tam­bién pueden incorporarse de manera fácil a los ciclos bioquímicos, provocando daños severos en el ambiente.

Existen dos tipos de tratamientos de aguas: el tratamiento de aguas para su acondicio­namiento al consumo humano, ya que el agua tal y como se encuentra en la naturaleza no puede ser utilizada por el hombre, dado que puede contener sustancias que provocan daños en la salud, y el tratamiento de aguas residuales, que se aboca a disminuir la gran cantidad de contaminantes del agua una vez que fue utilizada por el hombre para activi­dades agrícolas, industriales o domésticas.

Ambos tratamientos tienen los mismos principios, pero el tratamiento de aguas residua­les es más complejo debido a que la cantidad de contaminantes contenidos es más alta.

En la actualidad, cerca de 5 millones de personas en el mundo mueren por beber agua contaminada, una situación que se agudiza especialmente en aquellos contextos de exclusión social, pobreza y marginamiento.

La falta de agua potable tiene graves consecuencias para nuestra salud y para la del planeta en general. Por eso es esencial hacer un uso responsable del agua y emprender medidas encaminadas a reducir las causas que provocan su contaminación. Aunque parezca un hito inalcanzable, empezando por ser responsables a pequeña escala ya estaremos contribuyendo a la causa. Recuérdalo: ¡está en tus manos!

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