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UNIVERSIDAD VERACRUZANA
FACULTAD DE BIOLOGÍA
EL AGUA: FACTOR PRIMORDIAL PARA LA VIDA, SU IMPORTANCIA Y SUS PROBLEMÁTICAS.
QUÍMICA INORGÁNICA
JOSÉ ABRAHAM MARÍN CARMONA
XALAPA-ENRIQUEZ NOVIEMBRE 2012
INDÍCE:
INTRODUCCIÓN 4
1.1 ESTRUCTURA Y CONCEPTO DEL AGUA 6
1.2 ORIGEN DEL AGUA 7
1.3 ESTADO DE AGREGACIÓN DEL AGUA 7
1.3.1 ESTADO LÍQUIDO DEL AGUA 8
1.3.2 ESTADO SÓLIDO DEL AGUA 8
1.3.3 ESTADO GASEOSO DEL AGUA 9
1.4 PROPIEDADES DEL AGUA 9
1.4.1 PROPIEDADES QUÍMICAS DEL AGUA 10
1.4.1.1 EL AGUA COMO SOLVENTE UNIVERSAL 10
1.4.1.2 SALINIDAD 11
1.4.1.3 CLORINIDAD 11
1.4.1.4 pH 11
1.4.1.5 OSMOSIS 12
1.4.1.6 DIFUSIÓN 12
1.4.1.7 CAPILARIDAD
12
1.4.2 PROPIEDADES FÍSICAS DEL AGUA
13
1.4.2.1 TEMPERATURA
13
1.4.2.2 DENSIDAD
13
1.4.2.3 COLOR, ENTRE OTROS.
13
2
1.4.2.5 PROPAGACIÓN DEL SONIDO
14
1.5 CALIDAD DE AGUA 14
1.5.1 PURIFICACIÓN DEL AGUA 16
1.5.2 DESALINIZACIÓN DEL AGUA 16
1.5.3 INDICADORES DE CALIDAD DE AGUA 17
1.5.4 ÍNDICES DE LA CALIDAD DE AGUA 17
1.6 CICLO DEL AGUA 19
1.7 UTLIZACIÓN DEL AGUA COMO UN RECURSO 21
1.7.1 LOS MÚLTIPLES USOS DEL AGUA 22
1.7.2 RECURSOS CONVENCIONALES 22
1.7.3 RECURSOS NO CONVENCIONALES 23
1.7.4 USOS CONSUNTIVOS 23
1.7.5 USOS NO CONSUNTIVOS 23
1.8 PROBLEMÁTICAS DEL AGUA 25
1.8.1 LOS PROBLEMAS DE ABASTECIMIENTO 25
1.8.2 DEGRADACIÓN DEL RECURSO Y CALIDAD DE VIDA 25
1.8.3 LA DEMANDA EN LOS CENTROS URBANOS 27
1.8.4 AGUA Y POBREZA 28
1.8.5 EL EXCESO DEL AGUA 28
1.9 CONCLUSIONES 29
2.0 PROPUESTAS 30
BIBLIOGRAFÍA 31
3
INTRODUCCIÓN:
El agua es la sustancia más abundante en la naturaleza, a lo largo del
transcurso de la ciencia se ha sabido que, una de las tres cuartas partes de la
Tierra están cubiertas por agua. Además es una de las pocas sustancias que se
presenta en la naturaleza en los tres estados de la materia: sólido (en los
casquetes polares y glaciares, por ejemplo), líquido (en los ríos, océanos,
lagos…) y gaseoso (niebla, nubes o vapor de agua de la atmósfera).
El agua es el componente principal de la materia viva. Constituye del 50 al 90%
de la masa de los organismos vivos. El protoplasma, que es la materia básica
de las células vivas, consiste en una disolución de grasas, carbohidratos,
proteínas, sales y otros compuestos químicos similares en agua. El agua actúa
como disolvente transportando, combinando y descomponiendo químicamente
esas sustancias. La sangre de los animales y la savia de las plantas contienen
una gran cantidad de agua, que sirve para transportar los alimentos y desechar
el material de desperdicio. El agua desempeña también un papel importante en
la descomposición metabólica de moléculas tan esenciales como las proteínas
y los carbohidratos. Este proceso, llamado hidrólisis, se produce continuamente
en las células vivas.
4
El agua para satisfacer distintas necesidades se transforma en un recurso. Sin
embargo no todas las personas disponen de él. Esto sucede por varios motivos,
entre los cuales se pueden mencionar la desigual distribución natural del agua
en la superficie terrestre. Esta imposibilidad lleva a situaciones de escasez, que
no tiene causas exclusivamente naturales, sino que también sociales. Esto nos
permite decir que existe una estrecha relación entre la posibilidad de
abastecimiento y el desarrollo, porque cuanto mayor es el desarrollo, mayor es
la capacidad para obtenerla.
La humanidad requiere el agua cada vez en mayores cantidades para realizar
sus actividades. El mayor consumo de agua también se debe al incremento de
las prácticas de irrigación agrícolas, al gran desarrollo industrial o a la
existencia de hábitos de consumo que, en ocasiones, implican su derroche.
Si la falta de agua es un problema, su exceso también suele dar lugar a
situaciones problemáticas. Por ejemplo las inundaciones, como las de la
Cuenca del Mississippi en 1983 o la del Litoral argentino en 1998.
Estamos viviendo en una crisis de los elementos, no solo vinculada con una
crisis energética sino también una “crisis del agua”.
El agua, como vida en sí. Del agua venimos, es nuestra madre innata.
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UNIVERSIDAD VERACRUZANAFACULTAD DE BIOLOGÍA
QUÍMICA INORGÁNICA
EL AGUA: SUSTENTO PRIMORDIAL PARA LA VIDA, SU IMPORTANCIA Y SUS PROBLEMÁTICAS.
1.1 ESTRUCTURA Y CONCEPTO DEL AGUA
El agua es una sustancia constituida por cadenas de 2 átomos de
hidrogeno y una de oxígeno, siendo su fórmula química y estructura
molecular H2O. Para que su estructura se mantenga, sea cual sea el
estado físico en el que se encuentre, presenta puentes de hidrógeno, fuerzas
electroestáticas, fuerzas de Van der Walls y enlaces de tipo covalentes (unión
de un elemento no metálico con otro no
metálico), y éstos, mantienen unidas a dichas
cadenas de moléculas.
Además de originar a la vida, el agua, es un gran
moldeador de la corteza terrestre capaz de crear
6
Fig. 1.1 Molécula del agua
En esta imagen, se muestra la estructura del agua. Constituida por dos
cañones, valles y nivelar montañas. Determina un buen grado del clima y es un
recurso impredecible para la industria y para la generación de energía eléctrica.
También forma parte de diversos hábitats de numerosas especies de animales
y plantas acuáticas y subacuáticas e indispensables para el hombre, ya que
representa 70% del total de masa en nuestro cuerpo.
1.2 ORIGEN DEL AGUA
El agua se inició hace muchos años, por medios de varios procesos químicos y
físicos que sufrió la Tierra. Al principio se creía que el agua era en elemento,
que de él no se derivaba nada. Pero la teoría de que el agua era un compuesto
fue desechada por el químico francés Antoine Laurent de Lavoisier quien
propuso que el agua no era un elemento sino un compuesto de oxígeno e
hidrógeno. Posteriormente en un documento científico presentado en 1804, el
químico francés Joseph Louis Gay-Lussac y el naturalista alemán Alexander
von Humboldt demostraron conjuntamente que el agua consistía en dos
volúmenes de hidrógeno y uno de oxígeno, tal como se expresa en la fórmula
actual H2O.
1.3 ESTADO DE AGREGACIÓN DEL AGUA
El agua es la única sustancia que existe a temperaturas ordinarias en los tres
estados de la materia, o sea, sólido, líquido y gas. Como sólido o hielo se
encuentra en los glaciares y los casquetes polares, así como en las superficies
de agua en invierno; también en forma de nieve, granizo y escarcha, y en las
nubes formadas por cristales de hielo. Existe en estado líquido en las nubes de
lluvia formadas por gotas de agua, y en forma de rocío en la vegetación.
Además, cubre las tres cuartas partes de la superficie terrestre en forma de
7
Fig. 1.2 Copo de nieve
pantanos, lagos, ríos, mares y océanos. Como gas, o vapor de agua, existe en
forma de niebla, vapor y nubes. El vapor atmosférico se mide en términos de
humedad relativa, que es la relación de la cantidad de vapor de agua en el aire
a una temperatura dada respecto a la máxima que puede contener a esa
temperatura.
El agua está presente también en la porción superior del suelo, en donde se
adhiere, por acción capilar, a las partículas del mismo. En este estado, se le
denomina agua ligada y tiene unas características diferentes del agua libre. Por
influencia de la gravedad, el agua se acumula en los intersticios de las rocas
debajo de la superficie terrestre formando depósitos de agua subterránea que
abastecen a pozos y manantiales, y mantienen el flujo de algunos arroyos
durante los periodos de sequía.
1.3.1 ESTADO LÍQUIDO DEL AGUA
Debido a la elevación de la temperatura, las moléculas del agua se separan
más y se expanden ocupando un mayor espacio intermolecular, adquiriendo
algo llamado viscosidad que es un fenómeno físico que se refiere a la
capacidad de difusión de los líquidos sobre una superficie. Este estado se
determina por un proceso térmico del agua denominado de fusión.
El agua en estado líquido forma oceános, mares, ríos, arroyos, lagos, lagunas,
etc.
1.3.2 ESTADO SÓLIDO DEL AGUA
Al bajar la termperatura, por debajo
de 0°C el agua se congela (punto de
congelación), pasando a su estado
sólido. Este fenómeno aparece
cuando las moléculas no optan
8
En esta figura se muestra la curiosa imagen y estructura de un copode nieve.
movimiento como en el agua líquida, debido al descenso de temperatura.
Cuando el agua pasa por dicho procedimiento o proceso, aumenta su volumen
a medida que la temperatura desciende sus moléculas se separan más optando
un espacio intermolecular, también disminuye su peso especifico, lo cual
permite que el hielo flote.
Se puede ubicar en icebergs, nieves, glaciares, etc.
1.3.3 ESTADO GASEOSO DEL AGUA
El agua al alcanzar los 100°C el agua pasa al estado gaseoso o vapor de agua.
Debido al aumento de la temperatura las moléculas poseen mayor movilidad y
chocan entre sí por lo cual se dispersan y ascienden ocupando mayor lugar.
El agua en estado gaseoso forma parte de la atmósfera, se encuentra en el
aire, en las nubes.
1.4 PROPIEDADES DEL AGUA
El agua pura es un líquido inodoro e insípido. Tiene un matiz azul, que sólo
puede detectarse en capas de gran profundidad. A la presión atmosférica (760
mm de mercurio), el punto de congelación del agua es de 0 °C y su punto de
ebullición de 100 °C. El agua alcanza su densidad máxima a una temperatura
de 4 °C y se expande al congelarse. Como muchos otros líquidos, el agua
puede existir en estado sobreenfriado, es decir, que puede permanecer en
estado líquido aunque su temperatura esté por debajo de su punto de
congelación; se puede enfriar fácilmente a unos -25 °C sin que se congele. El
agua sobreenfriada se puede congelar agitándola, descendiendo más su
temperatura o añadiéndole un cristal u otra partícula de hielo. Sus propiedades
9
físicas se utilizan como patrones para definir, por ejemplo, escalas de
temperatura.
El agua esta unida por enlaces de hidrogeno y estos, son enlaces químicos que
se forman entre moléculas que contienen un átomo de hidrógeno unido a un
átomo muy electronegativo (un átomo que atrae electrones). Debido a que el
átomo electronegativo atrae el par de electrones del enlace, la molécula se
polariza. Los enlaces de hidrógeno se forman debido a que los extremos o
polos negativos de las moléculas son atraídos por los polos positivos de otras, y
viceversa. Estos enlaces son los responsables de los altos puntos de
congelación y ebullición del agua.
El agua es uno de los agentes ionizantes más conocidos. Puesto que todas las
sustancias son de alguna manera solubles en agua, se le conoce
frecuentemente como el disolvente universal. El agua combina con ciertas sales
para formar hidratos, reacciona con los óxidos de los metales formando ácidos
y actúa como catalizador en muchas reacciones químicas importantes.
1.4.1 PROPIEDADES QUÍMICAS DEL AGUA
La composición del agua puede deberse a varios factores, tales como el pH,
clorinidad, salinidad (que su vez pueden deberse a la erosión eólica, y a la
erosión fluvial de la tierra.)
1.4.1.1-EL AGUA COMO SOLVENTE UNIVERSAL
El agua en estado líquido, adopta una capacidad de disolución de muchas
mezclas o sustancias, se ha demostrado ser un solvente muy corrosivo. Esto se
debe a la presencia de puentes de hidrogeno los cuales, hacen que el agua se
vuelva una molécula polar, lo que disuelve a oras moléculas.
El agua líquida puede disolver muchas sustancias, como las sales minerales
que necesitan las plantas y la mayoría de los organismos vivos; puede incluso
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disolver gases: el oxígeno que respiran los peces está disuelto en el agua del
mar.
En este estado el agua posee gases disueltos (oxígeno y dióxido de carbono)
que permiten la respiración de de los microganismos que habitan en ella y la
fotosíntesis, en el caso particular de los vegetales. Además, tiene la capacidad
de disolver otras sustancias, que son necesarias para el desarrollo de la vida,
como las sales.
1.4.1.2 SALINIDAD
Característica mas reconocible del agua oceánica, cuya concentración
normalmente es de las sales Cloruro de sodio, cloruro de magnesio, sulfato de
magnesio, sulfato de calcio, sulfato de potasio, carbonato de calcio, bromuro de
potasio, entre otras.
Una de las causas que determina la concentración de dichas sales es la
erosión, que transporta y deposita sustancias químicas y sales minerales en el
océano. La evaporación es otra causa de la variación de las concentraciones de
sal en el agua, en este caso los océanos, lagunas costeras, mares, etc. La
temperatura también es un factor que determina la salinidad del agua.
1.4.1.3 CLORINIDAD
Es la cantidad total presente de gramos de cloro en el agua. La clorinidad
permite calcular la salinidad con mayor precisión, ay que hay una relación
directa entre ambos.
1.4.1.4 pH
11
Este término es referente al “potencial de hidrogeno”, que indica la
concentración de iones de hidrogeno y oxigeno presentes en alguna sustancia,
cuya variación le confiere a la sustancia alcalinidad o acidez. El pH depende
inversamente proporcional de la temperatura, porque si ésta aumenta, el pH
disminuye y viceversa Es variable por la salinidad, por la presión o profundidad
del cuerpo acuático y la actividad de otros organismos.
Para la Biología la presencia de pH es muy importante, ya que con esto se
determinan ciertos procesos y fenómenos de los organismos acuáticos.
1.4.1.5 OSMOSIS .
Fenómeno que consiste en el paso del solvente de una solución de menor
concentración a otra de mayor concentración que las separe una membrana
semipermeable, a temperatura constante.
1.4.1.6 DIFUSIÓN .
Proceso mediante el cual ocurre un flujo de partículas (átomos, iones o
moléculas) de una región de mayor concentración a una de menor
concentración, provocado por un gradiente de concentración.
1.4.1.7 CAPILARIDAD .
Es el ascenso o descenso de un líquido en un tubo de pequeño diámetro (tubo
capilar), o en un medio poroso (por ej. un suelo), debido a la acción de la
tensión superficial del líquido sobre la superficie del sólido. Este fenómeno es
una excepción a la ley hidrostática de los vasos comunicantes, según la cual
una masa de líquido tiene el mismo nivel en todos los puntos; el efecto se
produce de forma más marcada en tubos capilares, es decir, tubos de diámetro
muy pequeño. La capilaridad, o acción capilar, depende de las fuerzas creadas
por la tensión superficial y por el mojado de las paredes del tubo. Si las fuerzas
12
de adhesión del líquido al sólido (mojado) superan a las fuerzas de cohesión
dentro del líquido (tensión superficial), la superficie del líquido será cóncava y el
líquido subirá por el tubo, es decir, ascenderá por encima del nivel hidrostático.
Este efecto ocurre por ejemplo con agua en tubos de vidrio limpios. Si las
fuerzas de cohesión superan a las fuerzas de adhesión, la superficie del líquido
será convexa y el líquido caerá por debajo del nivel hidrostático. Así sucede por
ejemplo con agua en tubos de vidrio grasientos (donde la adhesión es pequeña)
o con mercurio en tubos de vidrio limpios (donde la cohesión es grande). La
absorción de agua por una esponja y la ascensión de la cera fundida por el
pabilo de una vela son ejemplos familiares de ascensión capilar. El agua sube
por la tierra debido en parte a la capilaridad, y algunos instrumentos
de escritura como la pluma estilográfica o el plumón se basan en este principio.
1.4.2 PROPIEDADES FÍSICAS DEL AGUA
Las propiedades físicas que están presentes en diferentes son varias entre las
que destacan la temperatura, densidad, el color, el olor, la propagación del
sonido, etc.
1.4.2.1 TEMPERATURA
Las fuentes de calor del agua son la radiación solar, la condensación del vapor,
el calor de la energía adquirida por conducción, originada al interior del planeta,
el calor producido por energía cinética de un cuerpo en movimiento y el calor de
los procesos biológicos y químicos.
Otras variables de la temperatura son la profundidad y la latitud. La temperatura
disminuye del Ecuador a los polos, y también de la superficie al fondo.
1.4.2.2 DENSIDAD
La densidad esta íntimamente relacionada con la cantidad de sales disueltas en
el agua, es decir, es directamente proporcional, pues la densidad aumenta
cuando aumenta la masa de sale por unidad de volúmenes de agua, pero es
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inversamente proporcional a la temperatura, porque si aumenta la temperatura,
la densidad disminuye.
1.4.2.3 COLOR, ENTRE OTROS.
El agua por lo normal es incolora, en su misma naturaleza. Pero a veces puede
adquirir una gran variedad de tonalidades que podemos observar se debe a
varios factores; 1) La reflexión y refracción de la luz, 2) la influencia del color del
fondo del cuerpo hidrológico, 3) los materiales que estén suspendidos o
disueltos en él, y 4) la presencia de microrganismos, también llamada
eutrofización.
Inodora e insabora (aunque a veces presente sabor debido a las diferentes
sustancias con las que se mezcle para poder desinfectarla y así tener una
buena calidad para poder beber y preservar la salud, también denominado agua
potable), el sustrato en el que se encuentre, los minerales con los que este ahí,
por mencionar algunas de sus cualidades.
1.4.2.4 PROPAGACIÓN DEL SONIDO
El sonido viaja con mayor rapidez en el agua que en el aire, es una
característica en su mayoría de los océanos y mares. Esta propiedad se ve
fundamentada por la temperatura, la salinidad y la profundidad, porque al
aumentar estos factores, la velocidad del sonido aumenta. La propagación del
sonido en el agua tiene gran interés científico y económico, porque mediante la
emisión de ondas sonoras ha sido posible trazar mapas de relieve oceánico y
marítimo.
1.5 CALIDAD DEL AGUA
El agua fue dividida en tres partes como menciona Pedro arrojo (2006) en Los
Retos éticos de la nueva cultura del agua:
El agua es agua vida, agua ciudadanía y agua negocio.
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No es que halla escasez de agua, sino que no se propician los
recursos necesarios para lograr una calidad de excelencia
y una buena distribución…
En este artículo Pedro trata de concientizar a la gente para la valoración del
agua, expone sus ideas de una forma muy coherente,
Las impurezas suspendidas y disueltas en el agua natural impiden que ésta sea
adecuada para numerosos fines. Los materiales indeseables, orgánicos e
inorgánicos, se extraen por métodos de criba y sedimentación que eliminan los
materiales suspendidos. Otro método es el tratamiento con ciertos compuestos,
como el carbón activado, que eliminan los sabores y olores desagradables.
También se puede purificar el agua por filtración, o por cloración o irradiación
que matan los microorganismos infecciosos.
En la ventilación o saturación de agua con aire, se hace entrar el agua en
contacto con el aire de forma que se produzca la máxima difusión; esto se lleva
a cabo normalmente en fuentes, esparciendo agua en el aire. La ventilación
elimina los olores y sabores producidos por la descomposición de la materia
orgánica, al igual que los desechos industriales como los fenoles, y gases
volátiles como el cloro. También convierte los compuestos de hierro y
manganeso disueltos en óxidos hidratados insolubles que luego pueden ser
extraídos con facilidad.
La dureza de las aguas naturales es producida sobre todo por las sales de
calcio y magnesio, y en menor proporción por el hierro, el aluminio y otros
metales. La que se debe a los bicarbonatos y carbonatos de calcio y magnesio
se denomina dureza temporal y puede eliminarse por ebullición, que al mismo
tiempo esteriliza el agua. La dureza residual se conoce como dureza no
carbónica o permanente. Las aguas que poseen esta dureza pueden
ablandarse añadiendo carbonato de sodio y cal, o filtrándolas a través de
ceolitas naturales o artificiales que absorben los iones metálicos que producen
15
Fig.
la dureza, y liberan iones sodio en el agua. Los detergentes contienen ciertos
agentes separadores que inactivan las sustancias causantes de la dureza del
agua.
El hierro, que produce un sabor desagradable en el agua potable, puede
extraerse por medio de la ventilación y sedimentación, o pasando el agua a
través de filtros de ceolita. También se puede estabilizar el hierro añadiendo
ciertas sales, como los polifosfatos. El agua que se utiliza en los laboratorios, se
destila o se desmineraliza pasándola a través de compuestos que absorben los
iones.
1.5.1 PURIFICACIÓN DEL AGUA
Para satisfacer las crecientes demandas de agua dulce, especialmente en las
áreas desérticas y semidesérticas, se han llevado a cabo numerosas
investigaciones con el fin de conseguir métodos eficaces para eliminar la sal del
agua del mar y de las aguas salobres. Se han desarrollado varios procesos
para producir agua dulce a bajo costo.
Tres de los procesos incluyen la evaporación seguida de la condensación del
vapor resultante, y se conocen como: evaporación de múltiple efecto,
destilación por compresión de vapor y evaporación súbita. En este último
método, que es el más utilizado, se calienta el agua del mar y se introduce por
medio de una bomba en tanques de baja presión, donde el agua se evapora
bruscamente. Al condensarse el vapor se obtiene el agua pura.
La congelación es un método alternativo que se basa en los diferentes puntos
de congelación del agua dulce y del agua salada. Los cristales de hielo se
separan del agua salobre, se lavan para extraerles la sal y se derriten,
convirtiéndose en agua dulce. En otro proceso, llamado ósmosis inversa, se
emplea presión para hacer pasar el agua dulce a través de una fina membrana
que impide el paso de minerales. La ósmosis inversa sigue desarrollándose de
forma intensiva. La electrodiálisis se utiliza para desalinizar aguas salobres.
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Cuando la sal se disuelve en agua, se separa en iones positivos y negativos,
que se extraen pasando una corriente eléctrica a través de membranas
aniónicas y catiónicas.
1.5.2 DESALINIZACIÓN DEL AGUA
La evaporación súbita es el método más utilizado para desalinizar el agua. El
agua de mar se calienta y después se bombea a un tanque de baja presión,
donde se evapora parcialmente. A continuación el vapor de agua se condensa y
se extrae como agua pura. El proceso se repite varias veces (aquí se muestran
tres etapas). El líquido restante, llamado salmuera, contiene una gran cantidad
de sal, y a menudo se extrae y se procesa para obtener minerales. Obsérvese
que el agua de mar que entra se utiliza para enfriar los condensadores de cada
evaporador. Este diseño conserva la energía porque el calor liberado al
condensarse el vapor se utiliza para calentar la siguiente entrada de agua de
mar
Un problema importante en los proyectos de desalinización son los costos para
producir agua dulce.
La mayoría de los expertos confían en obtener mejoras sustanciales para
purificar agua ligeramente salobre, que contiene entre 1.000 y 4.500 partes de
minerales por millón, en comparación a las 35.000 partes por millón del agua
del mar. Puesto que el agua resulta potable si contiene menos de 500 partes de
sal por millón, desalinizar el agua salobre es comparativamente más barato que
desalinizar el agua del mar.
1.5.3 INDICADORES DE CALIDAD DE AGUA
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Los parámetros más comúnmente utilizados para establecer la calidad de las
aguas son los siguientes: oxígeno disuelto, pH, sólidos en suspensión, DBO,
fósforo, nitratos, nitritos, amonio, amoníaco, compuestos fenólicos,
hidrocarburos derivados del petróleo, cloro residual, cinc total y cobre soluble.
También se pueden emplear bioindicadores para evaluar la calidad media que
mantiene el agua en periodos más o menos largos. Para ello se usan diferentes
grupos biológicos. En la península Ibérica, por ejemplo, son indicadores de
buena calidad del agua la presencia de trucha común (Salmo trutta), que
requiere aguas bien oxigenadas y frías; de ciertos grupos de
macroinvertebrados bentónicos, como ciertas ninfas de efemerópteros,
tricópteros y plecópteros; o la existencia de rodales de plantas acuáticas, como
los nenúfares (géneros Nuphar y Nymphaea) y otras fanerógamas (como
algunas plantas carnívoras del género Utricularia) y algunas criptógamas (como
ciertas algas del género Chara).
1.5.4 ÍNDICES DE LA CALIDAD DE AGUA
Debido a la cantidad de parámetros que participan en el diagnóstico de la
calidad del agua y a lo complejo que éste puede llegar a ser, se han diseñado
índices para sintetizar la información proporcionada por esos parámetros. Los
índices tienen el valor de permitir la comparación de la calidad en diferentes
lugares y momentos, y de facilitar la valoración de los vertidos contaminantes y
de los procesos de autodepuración. Los primeros índices de calidad se
aplicaron en los Estados Unidos en 1972. Constan de los valores de diferentes
parámetros preseleccionados a los que se aplica un “peso” o importancia
relativa en el total del índice. Para su cálculo se seleccionaron, en el caso de
los Estados Unidos, el oxígeno disuelto, los coliformes fecales, el pH, la DBO,
los nitratos, los fosfatos, el incremento de temperatura, la turbidez y los sólidos
totales. En España se diseñó el índice de calidad con el oxígeno disuelto, los
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coliformes, el pH, el consumo de permanganato potásico, el amonio, los
cloruros, el incremento de temperatura, la conductividad y los detergentes
1.6 CICLO DEL AGUA
Se pudiera admitir que la cantidad total de agua que existe en la Tierra,
en sus tres fases: sólida, líquida y gaseosa, se ha mantenido constante
desde la aparición de la Humanidad. El agua de la Tierra - que
constituye la hidrósfera - se distribuye en tres reservorios principales:
los océanos, los continentes y la atmósfera, entre los cuales existe una
circulación continua - el ciclo del agua o ciclo hidrológico. El
movimiento del agua en el ciclo hidrológico es mantenido por la energía
radiante del sol y por la fuerza de la gravedad.
El ciclo hidrológico se define como la secuencia de fenómenos por
medio de los cuales el agua pasa de la superficie terrestre, en la fase de vapor,
a la atmósfera y regresa en sus fases líquida y sólida. La transferencia de agua
desde la superficie de la Tierra hacia la atmósfera, en forma de vapor de agua,
se debe a la evaporación directa, a la transpiración por las plantas y animales
y por sublimación (paso
directo del agua sólida a vapor
de agua).
La cantidad de agua movida,
dentro del ciclo hidrológico, por
el fenómeno de sublimación es
insignificante en relación a las
cantidades movidas por
evaporación y por transpiración, cuyo proceso conjunto se
denomina evapotranspiración.
19
EN ESTA IMAGEN SE MUESTRA EL CICLO DEL AGUA, Y COMO CADA PARTE QUE LO CONSTITUYE SE CUMPLE
El vapor de agua es transportado por la circulación atmosférica y se condensa
luego de haber recorrido distancias que pueden sobrepasar 1,000 km. El agua
condensada da lugar a la formación de nieblas y nubes y, posteriormente, a
precipitación.
La precipitación puede ocurrir en la fase líquida (lluvia) o en la fase sólida
(nieve o granizo). El agua precipitada en la fase sólida se presenta con una
estructura cristalina, en el caso de la nieve, y con estructura granular, regular en
capas, en el caso del granizo.
La precipitación incluye también incluye el agua que pasa de la atmósfera a la
superficie terrestre por condensación del vapor de agua (rocío) o por
congelación del vapor (helada) y por intercepción de las gotas de agua de las
nieblas (nubes que tocan el suelo o el mar).
El agua que precipita en tierra puede tener varios destinos. Una parte es
devuelta directamente a la atmósfera por evaporación; otra parte escurre por la
superficie del terreno, escorrentía superficial, que se concentra en surcos y va a
originar las líneas de agua. El agua restante se infiltra, esto es penetra en el
interior del suelo; esta agua infiltrada puede volver a la atmósfera por
evapotranspiración o profundizarse hasta alcanzar las capas freáticas.
Tanto el escurrimiento superficial como el subterráneo van a alimentar los
cursos de agua que desaguan en lagos y en océanos.
La escorrentía superficial se presenta siempre que hay precipitación y termina
poco después de haber terminado la precipitación. Por otro lado, el
escurrimiento subterráneo, especialmente cuando se da a través de medios
porosos, ocurre con gran lentitud y sigue alimentando los cursos de agua
mucho después de haber terminado la precipitación que le dio origen.
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Así, los cursos de agua alimentados por capas freáticas presentan unos
caudales más regulares.
Como se dijo arriba, los procesos del ciclo hidrológico decurren en la atmósfera
y en la superficie terrestre por lo que se puede admitir dividir el ciclo del agua
en dos ramas: aérea y terrestre.
El agua que precipita sobre los suelos va a repartirse, a su vez, en tres grupos:
una que es devuelta a la atmósfera por evapotranspiración y dos que producen
escurrimiento superficial y subterráneo. Esta división está condicionada por
varios factores, unos de orden climático y otros dependientes de las
características físicas del lugar donde ocurre la precipitación.
Así, la precipitación, al encontrar una zona impermeable, origina escurrimiento
superficial y la evaporación directa del agua que se acumula y queda en la
superficie. Si ocurre en un suelo permeable, poco espeso y localizado sobre
una formación geológica impermeable, se produce entonces escurrimiento
superficial, evaporación del agua que permanece en la superficie y aún
evapotranspiración del agua que fue retenida por la cubierta vegetal. En ambos
casos, no hay escurrimiento subterráneo; este ocurre en el caso de una
formación geológica subyacente permeable y espesa.
La energía solar es la fuente de energía térmica necesaria para el paso del
agua desde las fases líquida y sólida a la fase de vapor, y también es el origen
de las circulaciones atmosféricas que transportan el vapor de agua y mueven
las nubes.
La fuerza de gravedad da lugar a la precipitación y al escurrimiento. El ciclo
hidrológico es un agente modelador de la corteza terrestre debido a la erosión y
al transporte y deposición de sedimentos por vía hidráulica. Condiciona la
cobertura vegetal y, de una forma más general, la vida en la Tierra.
21
El ciclo hidrológico puede ser visto, en una escala planetaria, como un
gigantesco sistema de destilación, extendido por todo el Planeta. El
calentamiento de las regiones tropicales debido a la radiación solar provoca la
evaporación continua del agua de los océanos, la cual es transportada bajo
forma de vapor de agua por la circulación general de la atmósfera, a otras
regiones. Durante la transferencia, parte del vapor de agua se condensa debido
al enfriamiento y forma nubes que originan la precipitación. El regreso a las
regiones de origen resulta de la acción combinada del escurrimiento
proveniente de los ríos y de las corrientes marinas.
1.7 UTLIZACIÓN DEL AGUA COMO UN RECURSO
En las últimas décadas el uso del agua ha aumentado en relación a la cantidad
de ella disponible. Más del 60% de la extracción de agua a nivel mundial se
destinó al riego de cultivos y el 23% a la industria.
1.7.1 LOS MÚLTIPLES USOS DEL AGUA
El consumo de agua varía según el tipo de actividad para el cual se emplea. La
agricultura de irrigación es la que demanda mayor cantidad; a ella le sigue la
industria y en último término el consumo doméstico.
En el caso de la agricultura, debemos considerar que mediante la irrigación
artificial se logra incrementar la producción de alimentos. En el proceso
industrial, el agua también es imprescindible: algunas industrias usan agua
potable para elaborar sus productos, mientras que la mayoría la utilizan en sus
procesos productivos, como refrigerante o como diluyente de efluentes.
En el caso del consumo doméstico se tiene en cuenta el uso en la higiene
personal, el lavado de utensilios, cocina, bebida, lavado de autos, riego de
jardines, etc.
22
En la actualidad, por ejemplo, la agricultura representa mas del 90% del
consumo global de agua dulce continental; el resto se distribuye entre la
industria y el uso domestico.
El problema de la distribución del agua con respecto a las sociedades que la
consumen ha generado respuestas tecnológicas variadas. Los antiguos
romanos construyeron acueductos y norias.
1.7.2 RECURSOS CONVENCIONALES
Los recursos convencionales hídricos se refieren a las aguas que dentro del
ciclo del agua corresponden a las superficiales y a las subterráneas.
• Las aguas superficiales son las de ríos, lagos, torrentes y marismas. La mayor
parte de estas aguas es dulce. Pero existe agua salada en lagos y en las
marismas que forman las lagunas costeras.
• Las aguas subterráneas son aquellas que están almacenadas en el subsuelo
o circulan lentamente por él. Proceden de la infiltración en el terreno de las
aguas de lluvia, deshielo, ríos, lagos. Cuando el agua filtrada encuentra una
superficie impermeable que la retiene, forma un depósito subterráneo llamado
acuífero.
Una planta desalinizadora en construcción
1.7.3 RECURSOS NO CONVENCIONALES
Los recursos hídricos no convencionales son las aguas recicladas y las
desaladas. El agua puede volver a servir si se reintegra a su medio después de
haber sido utilizada Por ejemplo, en zonas costeras se puede desalar el agua
de mar, lo que supone un complemento para cubrir las necesidades de agua en
ciertas zonas donde no abunda.
23
Las implicaciones de llevar el agua a las ciudades Para llevar el agua a
nuestras casas, hace falta una compleja red de tuberías y canales, estaciones
de distribución y bombas que impulsan el agua donde sea necesario elevarla.
Todas estas instalaciones pueden causar impacto en el medio ambiente.
1.7.4 USOS CONSUNTIVOS
Los usos consuntivos son aquellos en os que se realiza la extracción de agua
de su lugar de origen para facilitar su consumo. Casi toda el agua que se utiliza
en los usos consuntivos procede de los recursos hídricos naturales: lagos, ríos
yagua subterránea.
El riego por goteo reduce el consumo agrario del agua, en comparación con el
riego «a manta», que consiste en la inundación de la parcela.
1.7.5 USOS NO CONSUNTIVOS
Los usos no consuntivos son aquellos que consisten en el consumo de agua en
su lugar de origen.
• Usos energéticos. Principalmente para la producción de energía eléctrica.
Los saltos de agua son un sistema muy eficaz para producir energía eléctrica.
• Navegación. Este transporte de mercancías y de personas permite la
comunicación entre países y continentes.
• Usos recreativos. Agua de embalses, ríos y mares para numerosas
actividades deportivas, como navegación a vela, remo o motor. También los
campings y los lugares para acampar se ubican cerca de la cuenca de los ríos o
en las playas.
24
• La pesca. Se considera la extracción de peces con fines comerciales y
recreativos.
• Usos ambientales. Los ecosistemas acuáticos necesitan un aporte de agua
mínimo.
• Usos agrarios. Ej. Consumo agrícola se debe al riego de los campos de
cultivo y supone el mayor porcentaje de consumo en el mundo. Las
necesidades de agua dependen directamente del clima, el tipo de suelo y los
tipos de cultivo de cada zona.
• Usos ganaderos. Engloba los requerimientos de agua para la alimentación de
los animales y para su adecuado desarrollo como la limpieza, la refrigeración y
la humectación ambiental.
• Usos municipales. El abastecimiento urbano abarca las necesidades de
agua de las viviendas, es decir, el uso doméstico, y eJ de comercios, centros y
servicios públicos.
• Usos industriales y mineros. El agua que se utiliza en la industria se
aprovecha como materia prima, refrigerante, depósito de vertidos y agente de
transporte. En la minería, el agua se usa para separar los minerales de las
rocas.
1.8 PROBLEMÁTICAS DEL AGUA
El agua constituye un elemento natural indispensable para el desarrollo de la
vida y de las actividades humanas; resulta difícil imaginar cualquier tipo de
actividad en la que no se la utilice, de una u otra forma.
En nuestro planeta cubre el 75% de su superficie, pero no toda el agua se
encuentra en condiciones aptas para el uso humano. El 97.5% del agua es
salada, el 2.5% resultante es agua dulce distribuida en lagos, ríos, arroyos y
embalses; esta mínima proporción es la que podemos usar con mas facilidad.
25
1.8.1 LOS PROBLEMAS DE ABASTECIMIENTO
Debemos reconocer el alto grado de desigualdad en la disponibilidad de un
recurso tan preciado como el agua. Otra cuestión que dificulta el abastecimiento
del agua es el crecimiento demográfico, en tanto el aumento del número de
habitantes provoca una mayor demanda.
Cuando se habla de abastecimiento adecuado de agua se hace referencia a la
cantidad de líquido disponible y a su calidad. Por eso, es importante la
implementación de programas de provisión de agua potable, que implican su
obtención, su purificación y ponerla al alcance de los usuarios.
1.8.2 DEGRADACIÓN DEL RECURSO Y CALIDAD DE VIDA
Contaminación: Corresponde a las alteraciones de la caída del agua como
producto de las actividades humanas.
Las ciudades con alto grado de urbanización arrojan a ríos, lagos y mares,
grandes volúmenes de aguas residuales, debido al uso doméstico, industrial y
agrícola que se hace del agua.
Los agentes contaminantes del agua son de tipo biológico, químico y físico.
Contaminantes biológicos. Corresponden a los desechos orgánicos, tales
como la materia fecal y restos de alimentos. Estos tienen la propiedad de
fermentar, es decir, se descomponen utilizando el oxígeno disuelto en el agua,
a la cual llegan principalmente por los alcantarillados de las ciudades.
Otros contaminantes biológicos son las evacuaciones de desechos industriales
provenientes del procesamiento de alimentos y de los mataderos.
La mayoría de los desechos orgánicos de tipo biológico son biodegradables, es
decir, las bacterias que normalmente viven en el agua degradan o
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descomponen esta materia en sustancias más simples haciendo uso del
oxígeno presente en el agua. Aun así, resultan menos dañinos que los no
biodegradables.
Contaminantes químicos. Son los compuestos químicos, orgánicos e
inorgánicos, que llegan al agua proveniente de las actividades domésticas,
industriales y agropecuarias.
Entre los de tipo orgánico destacan los hidrocarburos derivados del petróleo y
los compuestos sintéticos o creados por el hombre, tales como plaguicidas,
solventes industriales, aceites, detergentes y plásticos. Estos no suelen ser
generalmente biodegradables, razón por la que mantienen en el agua por
mucho tiempo.
Entre las sustancias inorgánicas están las del origen mineral: sales de metales
de mercurio y de arsénico, como el salitre.
Contaminantes físicos. Son los materiales sólidos e inertes que afectan las
transparencias de las aguas, como basuras, polvo y arcillas. También son
contaminantes físicos, por una parte, los vertidos de líquidos calientes, que
modifican la temperatura del agua de los ríos y de los lagos, y ponen en peligro
la vida de la flora y fauna acuáticas, y por otra, las sustancias radioactivas
provienen de hospitales, laboratorios y centrales nucleares.
1.8.3 LA DEMANDA EN LOS CENTROS URBANOS
En general, los núcleos urbanos se formaron inicialmente asociados a las
posibilidades de obtener agua. Una posibilidad ampliamente difundida es la
utilización de acuíferos subterráneos.
Pero, con el crecimiento de las ciudades, la provisión de agua potable se tornó
problemática. Las fuentes tradicionales de aprovisionamiento se tornaron
inadecuadas tanto en cantidad como en calidad. Los ríos se contaminan y los
acuíferos subterráneos se agotan o se contaminan también.
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El abastecimiento de agua se torna más difícil y costoso. La explotación de
acuíferos subterráneos se encarece por la necesidad de acceder a napas mas
profundas; se debe recurrir a ríos mas lejanos, lo cual también implica el
inconveniente de competir por el recurso, sea con otras poblaciones o por otros
usos.
Otra cuestión relaciones con la problemática del agua en los centros urbanos es
la eliminación de residuos y efluentes. Para ello, las ciudades de países
desarrollados y algunas de países del Tercer Mundo, como Buenos Aires,
disponen de un sistema de alcantarillado que permite la recolección de
efluentes domésticos e industriales, aunque esto no siempre alcanza para evitar
la disposición de efluentes a cielo abierto.
Una gran cantidad de ciudades, en cambio, no disponen de infraestructura y los
efluentes son directamente arrojados al suelo.
La existencia de infraestructura para el suministro de agua influye directamente
en los niveles de consumo, ya que los hogares que no están conectados a
sistemas de conducción, tratamiento, almacenamiento y distribución, suelen
consumir mucho menos que aquellos que si lo están.
En resumen, tanto los países pobres como ricos, el crecimiento urbano genera
cambios importantes en el ciclo natural del agua.
1.8.4 AGUA Y POBREZA
Esta cuestión perjudica a mas de 1200 millones de personas que no disponen
de agua en cantidad y en calidad necesaria. Resulta común que mujeres y
niños tengan que realizar caminatas de entre dos a seis horas para obtener
agua, la que además es de dudosa calidad.
Se estima que alrededor de 25 millones de personas mueren en los países
pobres del mundo. Esto se vincula estrechamente con la imposibilidad de
28
abastecerse de agua limpia en cantidades adecuadas y con el déficit en
infraestructura para la eliminación de los desechos humanos.
En América Latina, al menos 100 millones de personas no tienen acceso al
agua potable; en las ciudades latinoamericanas la falta de tratamiento de las
aguas cloacales constituye una de las principales fuentes de contaminación de
las agua dulces.
En este contexto resulta difícil la superación de la pobreza, el progreso, la
equidad social y el respeto por la dignidad humana.
1.8.5 EL EXCESO DEL AGUA
Una situación de exceso se manifiesta a partir de inundaciones y crecientes de
diferentes magnitudes. En ella están involucradas dos grandes dimensiones: la
natural, que provoca la inundación y la social, que potencia los efectos de la
misma.
Las precipitaciones de magnitud y otras normales son la causa natural de las
crecidas; pero a estos fenómenos naturales se unen la instalación humana en
áreas bajas, la construcción de obras improvisadas o sin un estudio previo de
sus efectos sobre el drenaje, la disminución de la cobertura vegetal por
deforestación intensiva, la impermeabilización del suelo por un manejo
inadecuado.
Es importante tener presente que, si bien las inundaciones son fenómenos
naturales que en la mayoría de los casos no son evitables, si podrían
aminorarse sus efectos negativos a partir de un uso adecuado de los recursos y
de una planificación integrada que permita prever y actuar en forma efectiva
antes de que ocurra el fenómeno, o bien tomar las medidas pertinentes para
que, cuando ocurre, no se convierta en un desastre para las poblaciones
afectadas
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1.9 CONCLUSIONES
Al paso del tiempo, el agua, al formar parte de los factores bióticos de la
naturaleza, colinda y mantiene una estrecha relación con los organismos para
que éstos puedan vivir.
Este factor y recurso de bien común, es parte del sustento de la vida para
diferentes organismos, desde microscópicos hasta macroscópicos, desde
organismos celulares hasta organismos pluricelulares
Y es así que cumple la función de ser vital y primordial para la existencia de la
vida. Desde hace tiempo se han presentando muchos problemas con el agua,
problemas como la contaminación, destrucción y alteración de los ecosistemas
que ahí hay, etc. En su mayoría problemas que el hombre ha provocado.
El agua es un recurso único que debe ser cuidado y preservado.
2.0 PROPUESTAS
Las propuestas que se pueden dar son muy importantes, solo se resaltarás las
más importantes:
1) Fomentar y ejercer una cultura ambiental más viable.
2) Sanciones más severas a las personas o empresas que tengan volumen
en contaminantes.
3) Financiar y dale mantenimiento a las áreas naturales protegidas.
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4) Proteger a los cuerpos hidrológicos que estén en calidad o preserven
parte de ella.
5) Poner de nuestra parte para disminuir la perdida de cuerpos acuáticos y
forjar una cultura de respeto al agua.
6) Proporcionar la información necesaria al publique para que se valore y
concientice acerca del daño que se está causando.
BIBLIOGRAFÍA:
Cendreri, L. Manual ecológico, México, Porrúa.
Gómez Sosa, María (2007), Ciencias de la Tierra Cuarta edición, Xalapa, DGB-
SEV
Losada, A. y otros. Fundamentos de la hidrología y de la práctica de los riegos.
Madrid: Ediciones Mundi-Prensa, 1997
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Microsoft Corporation 2009 Novena edición “El agua, recurso indispensable
para la vida” Enciclopedia Encarta
Palma Ruíz, Angelina Hidrosfera; Aguas Lenticas y Loticas, Geografía segunda
edición 2010 Editorial Talleres de Industria Gráfica Internacional S.A de C.V
Pedro arrojo (2006) Los retos éticos de la nueva cultura del agua, Polis, revista
de la universidad boliviana, año/vol. 5, número 014.
Sampieri Castro, Rosa El agua y su importancia biológica, Biología enfoque con
ético. Segunda edición (2009) Editorial Limusa México.
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