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CARACTERISTICAS DE LAS AGUAS NATURALES

IA-5037 INGENIERIA DEL AGUAIng. Mg.Sc. Ricardo Apaclla Nalvarte1Contienen en su seno una amplia variedad de sustancias o especies qumicas, a causa fundamentalmente de la gran capacidad disolvente y reactiva del agua y de su potencial erosivo. La presencia de seres vivos, y de microorganismos en particular, tambin va a afectar a la naturaleza y concentracin de las especies presentes. COMPOSICION DE LAS AGUAS NATURALESEn la composicin de las aguas naturales van a influir una serie de variables, como: el tipo de agua de que se trate (marina, lacustre, superficial, subterrnea, hielo, lluvia), el tipo de terreno en el que se encuentre o atraviese, la temperatura y presin del medio, la poca del ao, etc.2Tambin se encuentran especies en suspensin o en estado coloidal, que, segn su naturaleza, podrn ser de carcter inanimado (arenas, arcillas, macromolculas orgnicas, ...) o, por el contrario, poseer vida propia (algas, bacterias, virus, ...).

3Los gases ms abundantes provienen de la disolucin de gases atmosfricos (CO2, N2 y O2, principalmente), los producidos por la actividad de los seres vivos (CO2 y O2) y los originados por la descomposicin, aerobia o anaerobia, de los mismos (CO2, CH4, H2S, NH3). Los iones que se presentan en mayor concentracin provienen:De la disolucin y meteorizacin de los materiales de la corteza terrestre, cationes Ca2+, Na+ Mg2+, K+, Fe2+ ... y los aniones HCO3-, Cl-, SO42-, PO43-, F, NO3 .De iones presentes en el agua de lluvia, como el H3O+ y el HCO3-.De procesos de descomposicin de los seres vivos: SO42-, PO43-, NO3-, NH4+,4Las aguas naturales se clasifican en diferentes tipos y cada uno de ellos posee unas caractersticas especficas en cuanto a composicin. Agua atmosfrica, corresponde al agua lquida natural presente en la atmsfera (nubes). Se caracteriza porque:Lleva en disolucin los gases presentes en el aire: CO2, SO2, NO, O2, O3, CH4,...Es un agua muy poco mineralizada (10-100 ppm como valores medios), dependiendo de las zonas marinas o continentales.Se trata de agua con bajo contenido en sustancias orgnicas provenientes de la oxidacin de compuestos orgnicos en general y de algunos hidrocarburos simples, en particular.5 Aguas superficiales de escorrenta (fluviales), entre sus caractersticas podramos citar: Su composicin va a depender fundamentalmente del tipo de terreno atravesado.La composicin es variable en funcin del tramo de ro considerado: procesos de erosin y disolucin.Los estuarios son zonas especiales con fenmenos de estratificacin y coagulacin.6Aguas lacustres y embalses.En los que tienen una profundidad importante, superior a 8 metros, se produce una estratificacin trmica que lleva, a la existencia de dos zonas separadas por el termoclina, en una y otra tienen lugar distintos procesos, lo que origina una composicin diferente en cada una de ellas.

7 En las zonas superficiales (Epilimnion), se encuentran especies oxidadas como O2, CO2, SO42-, NO3-, Fe(III), Mn(IV), ...En las zonas profundas (Hipolimnion) se encuentran especies reducidas como CH4, H2S, NH3, Fe(II), Mn(II), ...

8Aguas subterrneas y edficas.Son muy importantes los procesos de intercambio de iones agua-suelo.Se produce la adsorcin de determinados iones metlicos del agua mediante procesos de complejacin con materiales arcillosos y sustancias hmicas.El proceso de filtracin efectuado por el terreno produce unas aguas con ausencia de materiales en suspensin y de color.La mineralizacin es elevada, por lo que las aguas presentan una fuerte conductividad.Las condiciones reductoras conducen a la presencia de especies con bajo grado de oxidacin: Fe(II), Mn(II), H2S, ...9Aguas marinas.La influencia de los aportes de la atmsfera (a toda la superficie ocenica), de los ros (zonas costeras), glaciares (regiones polares) y aguas hidrotermales (zonas profundas).Se produce una estructura en capas corno en el caso de los lagos, con composiciones diferentes en cada una de ellas.Poseen una elevada salinidad (35-40 g/kg), al actuar como depsito de los restantes tipos de aguas, dependiendo su valor esencialmente de la climatologa (evaporacin) y de la profundidad.El valor de pH es bastante constante (7,8-8,2), debido al efecto tampn de los pares de sustancias existentes.El contenido en oxgeno disuelto disminuye con la profundidad.La materia orgnica es ms abundante en las capas superficiales, debido a una mayor actividad del fitoplancton.La concentracin de bionutrientes, compuestos de nitrgeno y fsforo, es muy variable.10Diferencia de composicin entre aguas saladas y aguas dulces, en cuanto a algunas de las especies inicas mayoritarias.

11Concentraciones de los principales compuestos orgnicos e inorgnicos presentes en las aguas naturales. Se omiten aquellas sustancias cuyo origen es primordialmente antropognico, como metales pesados y pesticidas.

12UNIDADES DE MEDIDA MAS FRECUENTES PARA LAS ESPECIES QUIMICAS PRESENTES EN EL AGUAComponentes en baja concentracin:Partes por milln (ppm): Se define como 1 parte de la especie considerada en 1 milln de partes de agua.La unidad que se asigna a la parte es una unidad de masa. Por tanto, 1 ppm correspondera a 1 mg de especie en 1 milln de mg de agua (1 kg de agua). Dado que la densidad del agua es muy prxima a 1 g.cm3 se hace la aproximacin de considerar que 1 kg de agua ocupa un volumen de 1l, por lo que 1 ppm en agua se corresponde a 1 mg de especie en 1l de agua. Esta aproximacin es tanto ms vlida cuanto menor sea la concentracin de especies disueltas en el agua. 1 ppm = 1 mg/l13Partes por billn (ppb): De forma semejante a la anterior se define la parte por billn. Debemos precisar que el billn considerado es el billn americano, es decir, mil millones, por lo que una ppb corresponde a 1 g de especie en mil millones de g de agua (1 kg), y por la misma aproximacin sealada anteriormente se considera que ocupa un volumen de 1 litro.1ppb=1g/lActualmente, se observa una cierta tendencia a cambiar esta terminologa de origen americano por Ia de ppmm, es decir, parte por mil millones.Partes por trilln (ppt): De forma semejante a las anteriores, correspondera a 1 ng de especie en 1 litro de agua.Componentes en alta o media concentracinSe utilizan unidades ms clsicos en Qumica:Masa/masa: g especie/Kg de agua (g/kg).Masa/volumen: g especie/litro de agua (g/l). moles de especie/litro de agua (mol/l).14PROCESOS FISICO-QUIMICOS QUE INFLUYEN EN LA COMPOSICION DE LAS AGUAS NATURALES

Principales procesos que pueden tener lugar en el seno de las aguas15

Posibilidad de incorporacin de sustancias al agua. El esquema seala los tipos de procesos y reacciones en los que participa la propia agua o algunas de las especies existentes en el seno de la misma. Tambin se indica la naturaleza de algunas de las sustancias que con ms frecuencia aparecen en las aguas:16