CAPITULO I

1. EL AGUA

Definición.- Es una sustancia liquida, su estado es puro, no tiene olor, ni sabor y es el componente más abundante de la superficie terrestre y el esencial de los seres vivos caso contrario vendría la muerte. 1.1. Composición El agua es una sustancia cuyas moléculas están compuestas por un átomo de oxígeno y dos átomos de hidrógeno. Se trata de un líquido inodoro (sin olor), insípido (sin sabor) e incoloro (sin color), aunque también puede hallarse en estado sólido (cuando se conoce como hielo) o en estado gaseoso (vapor). El agua es el componente que aparece con mayor abundancia en la superficie terrestre (cubre cerca del 71% de la corteza de la Tierra). Forma los océanos, los ríos y las lluvias, además de ser parte constituyente de todos los organismos vivos. La circulación del agua en los ecosistemas se produce a través de un ciclo que consiste en la evaporación o transpiración, la precipitación y el desplazamiento hacia el mar. El agua, es el elemento vital en nuestro gran ecosistema La Tierra en el cual habitamos, pero el creciente aumento en la población ha afectado la pureza de este líquido. Por lo que es conveniente iniciar la investigación describiendo ¿qué es el agua?, sus propiedades y beneficios; analizar los distintos tipos de contaminantes que dañan a éste vital líquido, y reflexionar sobre el daño que nosotros mismos nos estamos causando al contaminar éste indispensable recurso. 1.2. Estructura del agua El agua, es una molécula bipolar, o sea, presenta un polo positivo y uno negativo, formada por dos elementos: oxígeno e hidrógeno, en la siguiente proporción: una parte de oxígeno y dos partes de hidrógeno, unidos por medio de enlaces y representada por H2O, esta estructura le permite que muchas otras moléculas iguales, sean atraídas y se unan con gran facilidad, formando enormes cadenas que constituyen el líquido que da la vida a nuestro planeta: el agua. El agua, es una sustancia inodora, insípida, en pequeñas cantidades incolora y verdosa o azulada en grandes masas. Es el componente más abundante de la superficie terrestre y es la parte constituyente de todos los organismos vivos. 2. TIPOS DE AGUA 2.1. Agua dulce Se conoce como agua dulce al agua que contiene una cantidad mínima de sales disueltas (a diferencia del agua de mar, que es salada). A través de un proceso de potabilización, el ser humano logra convertir el agua dulce en agua potable, es decir, apta para el consumo gracias al valor equilibrado de sus minerales. Es importante destacar que la escasez de agua potable en numerosas regiones del planeta genera más de 5 millones de muertes al año. 2.2. Agua mineral El agua mineral, como su nombre indica, contiene minerales y otras sustancias disueltas, de modo tal que se le agrega un valor terapéutico o se altera el sabor. Este tipo de agua es el que se comercializa envasado en todo el mundo para el consumo humano. Un manantial protegido también debe tener un tanque de captación cubierto, hecho de mampostería, tabique o concreto, con un tubo para su desbordamiento. Los manantiales pueden estar lejos de donde la gente vive, lo que complica la recolección del agua. Si el agua se entuba desde el manantial, el tanque de captación se construye de modo que dirija el agua hacia los tubos para evitar que el agua se contamine. • Agua potable: es agua que puede ser consumida por personas y animales sin riesgo de contraer enfermedades. • Agua salada: agua en la que la concentración de sales es relativamente alta (más de 10 000 mg/l). • Agua salubre: agua que contiene sal en una proporción significativamente menor que el agua marina. La concentración del total de sales disueltas está generalmente comprendida entre 1000 - 10 000 mg/l. Este tipo de agua no está contenida entre las categorías de agua salada y agua dulce. • Agua dura: agua que contiene un gran número de iones positivos. La dureza está determinada por el número de átomos de calcio y magnesio presentes. El jabón generalmente se disuelve mal en las aguas duras. • Agua blanda: agua sin dureza significativa. • Aguas negras: agua de abastecimiento de una comunidad después de haber sido contaminada por diversos usos. Puede ser una combinación de residuos, líquidos o en suspensión, de tipo doméstico, municipal e industrial, junto con las aguas subterráneas, superficiales y de lluvia que puedan estar presentes. • Aguas residuales: fluidos residuales en un sistema de alcantarillado. El gasto o agua usada por una casa, una comunidad, una granja o una industria, que contiene materia orgánica disuelta o suspendida. • Agua bruta: agua que no ha recibido tratamiento de ningún tipo o agua que entra en una planta para su tratamiento. • Aguas muertas: agua en estado de escasa o nula circulación, generalmente con déficit de oxígeno. • Agua de adhesión: agua retenida en el suelo por atracción molecular, formando una película en las paredes de la roca o en las partículas del suelo. • Agua de suelo: agua que se encuentra en la zona superior del suelo o en la zona de aireación cerca de la superficie, de forma que puede ser cedida a la atmósfera por evapotranspiración. • Agua disfórica: agua pobre en nutrientes y que contiene altas concentraciones de ácido húmico. • Agua estancada: agua inmóvil en determinadas zonas de un río, lago, estanque o acuífero. • Agua fósil: agua infiltrada en un acuífero durante una antigua época geológica bajo condiciones climáticas y morfológicas diferentes a las actuales y almacenada desde entonces. • Agua primitiva: agua proveniente del interior de la tierra que no ha existido antes en forma de agua atmosférica o superficial. • Agua subterránea: agua que puede ser encontrada en la zona saturada del suelo, zona formada principalmente por agua. Se mueve lentamente desde lugares con alta elevación y presión hacia lugares de baja elevación y presión, como los ríos y lagos. • Agua superficial: toda agua natural abierta a la atmósfera, como la de ríos, lagos, reservorios, charcas, corrientes, océanos, mares, estuarios y humedales. 3. PROPIEDADES DEL AGUA • Este líquido tiene densidad, que es la relación de la masa entre el volúmen. De ahí que un kilo de agua ocupa el volúmen de un litro. • Al igual que el aire, el agua tiene una fuerza con la que empuja, esto se llama presión. • El agua por si misma no posee una forma definida, por eso es que toma la forma del recipiente que la contiene. • La temperatura y la presión atmosférica determinan los diferentes estados del agua. Así, a una temperatura de 0° C se produce la congelación y el agua se convierte el hielo. En cambio, a una temperatura de 100° C, el líquido se transforma en vapor, este proceso se llama ebullición. 4. Beneficios del agua El agua es uno de los componentes más importantes en todos los seres vivos. Es el elemento más abundante de nuestro cuerpo y está involucrada en varias funciones de vitales para nuestro organismo, sin ella nuestro cuerpo no funcionaría adecuadamente. En el agua están disueltas casi todas las sustancias que forman y nutren a nuestro cuerpo, por esto se le conoce como el solvente universal; también permite el transporte de todos los nutrimentos, remueve los materiales de desecho y participa en todas las reacciones que se llevan a cabo para producir energía; además, mantiene constante la temperatura de nuestro cuerpo, independientemente de la que exista en el ambiente. 5. ESTADOS DEL AGUA 5.1. Estado liquido El líquido es un estado de agregación de la materia en forma de fluido altamente incompresible lo que significa que su volumen es, bastante aproximado, en un rango grande de presión. Es el único estado con un volumen definido, pero no forma fija. Un líquido está formado por pequeñas partículas vibrantes de la materia, como los átomos y las moléculas, unidas por enlaces intermoleculares. El agua es, con mucho, el líquido más común en la Tierra y el más abundante. Como un gas, un líquido es capaz de fluir y tomar la forma de un recipiente. A diferencia de un gas, un líquido no se dispersa para llenar cada espacio de un contenedor, y mantiene una densidad bastante constante. Una característica distintiva del estado líquido es la tensión superficial, dando lugar a fenómenos humectantes. El estado líquido es un estado de agregación de la materia intermedio entre el estado sólido y el estado gaseoso. Las moléculas de los líquidos no están tan próximas como las de los sólidos, pero están menos separadas que las de los gases. Las moléculas en el estado líquido ocupan posiciones al azar que varían con el tiempo. Las distancias intermoleculares son constantes dentro de un estrecho margen. En algunos líquidos, las moléculas tienen una orientación preferente, lo que hace que el líquido presente propiedades anisótropas (propiedades, como el índice de refracción, que varían según la dirección dentro del material). Los líquidos presentan tensión superficial y capilaridad, generalmente se dilatan cuando se incrementa su temperatura y pierden volumen cuando se enfrían, aunque sometidos a compresión su volumen es muy poco variable a diferencia de lo que sucede con otros fluidos como los gases. Los objetos inmersos en algún líquido están sujetos a un fenómeno conocido como flotabilidad. Su forma es esférica si sobre él no actúa ninguna fuerza externa. Por ejemplo, una gota de agua en caída libre toma la forma esférica. Como fluido sujeto a la fuerza de la gravedad, la forma de un líquido queda definida por su contenedor. En un líquido en reposo sujeto a la gravedad en cualquier punto de su seno existe una presión de igual magnitud hacia todos los lados, tal como establece el principio de Pascal. Si un líquido se encuentra en reposo, la presión hidrostática en cualquier punto del mismo viene dada. 5.2. Presión de vapor Presión de un vapor en equilibrio con su forma líquida, la llamada presión de vapor, sólo depende de la temperatura; su valor a una temperatura dada es una propiedad característica de todos los líquidos. También lo son el punto de ebullición, el punto de solidificación y el calor de vaporización (esencialmente, el calor necesario para transformar en vapor una determinada cantidad de líquido). En ciertas condiciones, un líquido puede calentarse por encima de su punto de ebullición; los líquidos en ese estado se denominan supercalentados. También es posible enfriar un líquido por debajo de su punto de congelación y entonces se denomina líquido superenfriado. 5.3. Cambios de estado Un diagrama de cambio de fase típico: la línea punteada muestra el comportamiento anómalo del agua. Las líneas verdes muestran como el punto de congelación puede variar con la presión, y la línea azul muestra el punto de ebullición puede variar con la presión. La línea roja muestra la frontera de condiciones de presión y temperatura en la que puede ocurrir la sublimación o deposición sólida. En condiciones apropiadas de temperatura y presión, la mayoría de las sustancias pueden existir en estado líquido. Cuando un líquido sobrepasa su punto de ebullición cambia su estado a gaseoso, y cuando alcanza su punto de congelación cambia a sólido. Aunque a presión atmosférica, sin embargo, algunos sólidos se subliman al calentarse; es decir, pasan directamente del estado sólido al estado gaseoso (véase evaporación). La densidad de los líquidos suele ser algo menor que la densidad de la misma sustancia en estado sólido. Algunas sustancias, como el agua, son más densas en estado líquido. Por medio de la destilación fraccionada, los líquidos pueden separarse de entre sí al evaporarse cada uno al alcanzar sus respectivos puntos de ebullición. La cohesión entre las moléculas de un líquido no es lo suficientemente fuerte por lo que las moléculas superficiales se pueden evaporar. 5.4. Cambios de estado del agua Un diagrama de cambio de fase típico: la línea punteada muestra el comportamiento anómalo del agua. Las líneas verdes muestran como el punto de congelación puede variar con la presión, y la línea azul muestra el punto de ebullición puede variar con la presión. La línea roja muestra la frontera de condiciones de presión y temperatura en la que puede ocurrir la sublimación o deposición sólida. En condiciones apropiadas de temperatura y presión, la mayoría de las sustancias pueden existir en estado líquido. Cuando un líquido sobrepasa su punto de ebullición cambia su estado a gaseoso, y cuando alcanza su punto de congelación cambia a sólido. Aunque a presión atmosférica, sin embargo, algunos sólidos se subliman al calentarse; es decir, pasan directamente del estado sólido al estado gaseoso (véase evaporación). La densidad de los líquidos suele ser algo menor que la densidad de la misma sustancia en estado sólido. Algunas sustancias, como el agua, son más densas en estado líquido. Por medio de la destilación fraccionada, los líquidos pueden separarse de entre sí al evaporarse cada uno al alcanzar sus respectivos puntos de ebullición. La cohesión entre las moléculas de un líquido no es lo suficientemente fuerte por lo que las moléculas superficiales se pueden evaporar.