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1 Definición del Agua

La palabra agua se utiliza como sinónimo de la solución/suspensión acuosa diluida de compuestos orgánicos e inorgánicos que constituyen los diversos tipos de sistemas acuáticos (Snoeyink & Jenkins, 1990, p.13).

Morris, William (1969), en el American Heritage Dictionary of the English Language define al agua como:

1. Líquido incoloro, inodoro e insípido, H2O, esencial para la vida animal y vegetal y el más empleado de los disolventes. Punto de fusión 0°C (32°F), punto de ebullición 100°C (212°F), gravedad específica (4°C) 1,000, peso por galón (15°C) 8.337 libras. II. Cualquiera de las diversas formas de agua como la lluvia. III. Cualquier cuerpo o depósito de agua como el mar, un lago, río o corriente. (p.1447).

Según el Diccionario Real de la Lengua (2009), el agua es:

Sustancia cuyas moléculas están formadas por la combinación de un átomo de oxígeno y dos de hidrógeno, líquida, inodora, insípida e incolora. Es el componente más abundante de la superficie terrestre y, más o menos puro, forma la lluvia, las fuentes, los ríos y los mares; es parte constituyente de todos los organismos vivos y aparece en compuestos naturales.

2 Propiedades

El agua (H2O) es un compuesto que se compone de dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno.

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Enciclopedia Microsoft Encarta (2009) dice:

El agua es incolora, inodora e insípida. 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 sobre-enfriado, 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 sobre-enfriada se puede congelar agitándola, descendiendo más su temperatura o añadiéndole un cristal u otra partícula de hielo. Sus propiedades físicas se utilizan como patrones para definir, por ejemplo, escalas de temperatura.

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.

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 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. Ver Atmósfera.

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.

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2 La importancia del agua1

El agua es una sustancia increíble, sin agua la vida no existiría en la Tierra. En nuestro planeta, el agua puede encontrarse en todos sus estados físicos simultáneamente: hay hielo, hay agua en su fase líquida y vapor de agua. En otros planetas, o la temperatura es muy alta o muy baja para que pueda existir agua en líquido, sólido y gas. En la superficie de venus, por ejemplo, la temperatura es de 475°C. Casi el 75% de la superficie de la Tierra está cubierta de agua.

A pesar de la abundancia relativa del recurso, sólo el 2.5% de toda el agua del planeta es dulce, el restante 97.5% es agua salada.

El agua tiene propiedades químicas únicas: es el solvente universal y el compuesto más abundante en los seres vivientes, estas propiedades, entre muchas otras, hacen de lagua un compuesto indispensable para la vida.

Ahora, se discutirán algunas de estas propiedades:

Las moléculas del agua son polares: ésta es la propiedad más importante del agua. La polaridad del agua resulta de los enlaces de hidrógeno entre sus átomos. La estructura de la molécula del agua es simple: dos átomos de hidrógenos, unidos por enlaces covalentes a un átomo de oxígeno. Debido a que el oxígeno es más electronegativo que el hidrógeno, los electrones del enlace covalente pasan más tiempo cerca del oxígeno, esto le confiere una carga parcial negativa al oxígeno y cargas parciales positiva a los átomos de hidrógeno: en otras palabras, la molécula del agua es una molécula POLAR, y los enlaces entre sus átomos son enlaces covalentes polares.

En esta figura se presentan los enlaces de hidrógeno entre las moléculas de agua. Las regiones con carga

1 Artículo publicado por Universidad Interamericana de Puerto Rico, Recinto de Ponce:Ramírez, J. & Del Canto, H. (2009). La Importancia del Agua. Recuperado el 19 de septiembre de 2009, de

http://www.youtube.com/watch?v=bzZhxgICqjE

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eléctrica de una molécula de agua, son afines a las regiones de cargas opuestas de las moléculas de agua de si mismas.

Segunda propiedad: el agua posee fuerzas cohesivas y adhesivas. Las moléculas de agua forman enlaces de hidrógeno unas con otras, en todo momento, un por ciento substancial de moléculas de agua, está unido a moléculas vecinas formando una red, gracias a un fenómeno llamado: cohesión. La cohesión contribuye al transporte de agua en contra de la gravedad en las plantas. Relacionado con la cohesión, está el fenómeno de la tensión superficial, éste fenómeno se define como la dificultad de estirar o romper la superficie de un líquido. El agua tiene una tensión superficial mayor a la de otros líquidos.

La alta tensión de superficie del agua le permite a este tejedor caminar sobre la superficie del agua.

Propiedad número tres: el agua es un solvente excelente, ésta propiedad hace del agua un solvente bursátil de los sistemas biológicos por su capacidad de disolver una gran capacidad de solutos.

Pero antes de continuar, es necesario definir algunos conceptos:

Un líquido que es una mezcla totalmente homogénea de dos sustancias se conoce como una “solución”. El agente disolvente es el “solvente”, y la sustancia que es disuelta por el solvente es el “soluto”. Cuando el agente disolvente es agua, la solución se conoce como una “solución acuosa”. El agua es la sustancia que más se parece a un solvente universal por su capacidad para disolver casi todo, es el líquido natural que más sustancias disuelve. Como solvente, el agua de lluvia disuelve las sustancias del suelo y las arrastra hacia los océanos, por esta razón, el agua es el “solvente de la vida”. Casi todas las reacciones metabólicas que ocurren en los organismos se llevan a cabo en solución acuosa, de esta manera, el agua facilita la existencia de la vida. Ahora, se relacionará esta propiedad del agua con su polaridad.

Se coloca el compuesto iónico NaCl (cloruro de sodio) o sal de mesa en agua, los iones de sodio y cloro se verán atraídos por las regiones de cargas parciales

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negativas y positivas de la molécula de agua: esto traerá como resultado que las moléculas de agua rodearán a los iones individuales de cloro o sodio, formando “esferas de hidratación”, y esto a su vez causará la disolución de la sal.

Y ahora, otras definiciones: una sustancia que tiene afinidad por el agua se conoce como “hidrofílica”, lo contrario también es cierto, la sustancia que no tiene afinidad por el agua se conoce como “hidrofóbica”.

En esta figura, se presenta un cristal de sal de mesa disolviéndose en agua: una esfera de moléculas de agua (o esfera de hidratación) rodea cada uno de los iones que forma la sal.

Aún una molécula tan grande como una proteína, puede ser disuelta por agua si tiene suficientes regiones iónicas y polares. La masa en púrpura representa la proteína, y las esferas pequeñas representan a las moléculas de agua.

Otra propiedad importante del agua es su capacidad para conservar estable la temperatura, esto se debe a que posee un calor específico

muy elevado, en otras palabras, el agua es muy difícil de calentar y muy difícil de enfriar; el agua retiene la temperatura mejor que otros líquidos, esto hace que sea el amortiguador de temperatura por excelencia del planeta tierra.

El calor específico, es la cantidad de energía necesaria para aumentar en un grado Celsius la temperatura del agua, esto resulta de los enlaces de hidrógeno entre sus moléculas. Para aumentar la temperatura de una sustancia, se requiere agregar energía térmica para hacer que sus moléculas se muevan con mayor rapidez, es decir, incrementar la energía cinética de las moléculas. Algunos de los enlaces de hidrógeno que mantienen a las moléculas unidas deben romperse para que éstas se muevan con mayor libertad. Gran parte de la energía que se agrega al sistema se utiliza en la rotura de dichos enlaces. La gran cantidad de calor que se debe perder o añadir para que disminuya o aumente la temperatura

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del agua, hace que los océanos y otros grandes cuerpos de agua tengan temperaturas relativamente constantes.

Otra propiedad del agua es que al congelarse, flota. Es una de las pocas sustancias que es menos densa como sólida que como líquido.

Mientras otros materiales se contraen cuando se solidifican, el agua se expande. En el hielo, cada molécula está unida a cuatro moléculas vecinas a través del enlace de hidrógeno, esta propiedad es muy importante: si el hielo no flotara, eventualmente todos los lagos y hasta los océanos se congelarían haciendo la

vida en los mares imposible. El hielo flotante, se convierte en una barrera que protege al líquido que está debajo del aire frío. Para aumentar la temperatura de una sustancia, se requiere añadir energía térmica para hacer que sus moléculas se muevan con mayor rapidez, es decir, incrementar la energía cinética de las moléculas.

3 Distribución en el planeta

El agua ha estado presente en el planeta Tierra desde hace aproximadamente 3 000 años, ocupando 3 cuartas partes de la superficie del planeta.

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Figura 1. Distribución de agua en el planeta

Alrededor del 97% del agua total es salada (situada en mares y océanos); del 3% de agua dulce, el 69% se encuentra congelada en los polos, el 30% en acuíferos, <1% en suelos helados y <0.5% en ríos y lagos.

4 Degradación de agua dulce – impacto ecológico

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Figura 2. Problemáticas en la contaminación del agua

4.1 Sociedad y contaminación del agua

Snoeyink (1990) afirma que las actividades del hombre influyen en la calidad del agua de diversas formas incluyendo la descarga de desechos municipales, industriales y agrícolas a las aguas superficiales y subterráneas. Los desechos domésticos aumentan el contenido de materia mineral y orgánica de las aguas naturales.

Contaminar.- alterar nocivamente la pureza o las condiciones normales de una cosa o un medio por agentes químicos o físicos.

En la siguiente tabla se puede apreciar el grado de contaminación que ejercen las actividades cotidianas del ser humano, afectando principalmente a la degradación del agua.

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NTES

PRODUCTO INGREDIENTE EFECTO

Limpiadores domésticos

Polvos y limpiadores abrasivos Fosfato de sodio,

amoníaco, etanol

Corrosivos, tóxicos e irritantes

Limpiadores con amonia Amoníaco, etanol

Corrosivos, tóxicos e irritantes

Blanqueadores

Hidróxido de sodio, hidróxido de potasio,

peróxido de hidrógeno, hipoclorito de sodio o calcio

Tóxicos y corrosivos

Desinfectantes Etilen y metilen glicol, hipoclorito de sodio

Tóxicos y corrosivos

Destapacaños

Hidróxido de sodio, hidróxido de potasio,

hipoclorito de sodio, ácido clorhídrico, destilados de

petróleo

Extremadamente corrosivos y

tóxicos

Pulidores de pisos y muebles

Amoníaco, dietilenglicol, destilados de petróleo, nitrobenceno, nafta y

fenoles

Inflamables y tóxicos

Limpiadores y pulidores de

metalesTiourea y ácido sulfúrico

Corrosivos y tóxicos

Limpiadores de hornos

Hidróxido de potasio, hidróxido de sodio,

amoníaco

Corrosivos y tóxicos

Limpiadores de inodoros

 Ácido oxálico, ácido muriático, para

diclorobenceno e hipoclorito de sodio

Corrosivos, tóxicos e irritantes

Limpiadores de alfombras

Naftaleno, percloroetileno, ácido oxálico y dietilenglicol

Corrosivos, tóxicos e irritantes

Productos en aerosol

Hidrocarburos. Inflamables Tóxicos e irritantes

Pesticidas y repelentes de

insectos

Organofosfatos, carbamatos y piretinas

Tóxicos y venenosos

Adhesivos Hidrocarburos Inflamables e irritantes

Anticongelantes  Etilenglicol Tóxico

Gasolina Tetraetilo de plomo Tóxico e inflamable

Aceite para motor

Hidrocarburos, metales pesados

Tóxico e inflamable

Líquido de transmisión

Hidrocarburos, metales pesados

Tóxico e inflamable

Líquido limpiaparabrisas

 Detergentes, metanol Tóxico

Baterías Ácido sulfúrico, plomo Tóxico

Líquido para frenos

Glicoles, éteres Inflamables

Cera para carrocerías

Naftas Inflamable e irritante

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TÓXICOS EN PRODUCTOS DE USO COTIDIANO QUE CONTAMINAN EL 5 Conclusión

A partir de la información antes analizada, es necesario resaltar que gracias a las propiedades químicas del agua (H2O), los seres vivos gozamos de los beneficios que ello nos otorga.

Según algunas teorías, la abundancia de agua en la superficie terrestre se debe a la “desgasificación del manto2”, el cual está conformado por rocas que contienen en disolución sólida una cantidad considerable de sustancias volátiles3, de las que el agua es la más importante. El agua del manto se escapa a través de procesos volcánicos e hidrotermales. El manto recupera gracias a la subducción4 una parte del agua que pierde a través del vulcanismo.

En fin, a pesar de que el agua se encuentra presente en grandes cantidades debemos actuar responsablemente con respecto a los usos que le damos, ya que su proporción va decreciendo en cuanto a la potabilidad… hacer conciencia es un elemento clave para que los efectos negativos en el medio ambiente (derivados de las acciones humanas) sean “reparados”, sin embargo debe quedar claro que lo realmente necesario es actuar y establecer cambios en nuestro hábitos, de ahí la importancia de que los conocimientos sean aplicados para resolver los problemas de la vida.

CPRM

2 Manto terrestre es la capa de la Tierra que se encuentra justo debajo de la corteza, cuya prolongación es hasta el límite externo del núcleo.

3 Que se evapora con facilidad.

4 Movimiento relativo de placas, que produce que una se introduzca sobre la otra.

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REFERENCIAS BIBLIOGÁFICAS

Arocena & Rodríguez (2002). (Cap. 1) Las aguas superficiales continentales. En: Recursos acuáticos superficiales de Uruguay: ambientes algunas

problemáticas y desafios para la gestión. Recuperado el 19 de septiembre de 2009, de http://limno.fcien.edu.uy/pdf/intro-biol/Recursos-acuaticos-del-Uruguay-Conde-et-al-2002-AMBIOS.pdf

Diccionario de la Real Academia de la Lengua (2009). Recuperado el 19 de septiembre de 2009, de http://buscon.rae.es/draeI/SrvltConsulta?TIPO_BUS=3&LEMA=agua

Enciclopedia Microsoft Encarta (2009). Agua. Recuperado el 19 de septiembre de 2009, de http://es.encarta.msn.com/encyclopedia_761573158/Agua.html

Snoeyink & Jenkins (1990). Química del Agua. México.: LIMUSA.

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Morris, William (1969). The American Heritage Dictionary of the English Language. EE.UU.: American Heritage and Houghton.

Ramírez, J. & Del Canto, H. (2009). La Importancia del Agua. Recuperado el 19 de septiembre de 2009, de http://www.youtube.com/watch?v=bzZhxgICqjE