1. 2012
AGUA
La importancia del agua desde varias
perspectivas
JOSE EMMANUEL BLANCA GALINDO
UNIVESIDAD VERACRUZANA
10/11/2012

2. INDICE
¿QUE ES EL AGUA? 4-6
PROPIEDADES FISICAS DEL AGUA 6-7
IMPORTANCIA BIOLOGICA 8-10
CAUSAS DE AFECTACION DEL AGUA 11-12
MEDIOS DE REMEDIACION 13
CONCLUSIONES 14
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3. INTRODUCCION
El agua es un liquido vital para todo ser vivo ya que gracias a ella podemos
subsistir.
Parte de esta es empleada para el uso cotidiano, para empresas, cara la
agricultura. Pero el tema que mas nos interesa en este momento, es el uso que
esa aplica en la química, por ejemplo; es un solvente universal hablando en
términos generales y no tomando en cuenta que hay varios tipos de materia que
no tienen ninguna reacción con el agua, debido a esto existen otros tipos de
solventes.
sirve para dar lugar a compuestos, ya que son vitales los elementos que la
integran que es el oxigeno y el hidrogeno, estos elementos son muy comunes en
los compuestos o mezclas que la química realiza.
En los temas que veremos mas a delante se explicara que es el agua, cuales son
las propiedades físicas y químicas que la integran, también veremos su
importancia biológica y cuales son las causas de la contaminación hacia esta y
como se puede controlar o parar de una forma total todo esto que es la
contaminacion.
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4. ¿QUE ES EL AGUA?
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.
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.
El agua mineral, por su parte, es el agua que contiene minerales y otras
sustancias disueltas, de modo tal que se le agregue un valor terapéutico o se
altere el sabor. Este tipo de agua es el que se comercializa envasado en todo el
mundo para el consumo humano.
Es importante destacar que la escasez de agua potable en numerosas regiones
del planeta genera más de 5 millones de muertes al año.
La cantidad total de agua que existe en la Tierra en sus tres estados: sólido,
líquido y gaseoso, se ha mantenido constante desde la aparición de la humanidad.
La atmósfera, océanos y continentes, principales reservorios del agua, así como
los ríos, las nubes y la lluvia, están en constante cambio o, dicho de otra manera,
en una circulación continua: el agua de la superficie se evapora, el agua de las
nubes se precipita, la lluvia se filtra por la tierra, etc.
A esta serie de cambios que determinan la circulación y conservación del agua en
la Tierra se le llama ciclo hidrológico, o ciclo del agua, el cual se mantiene por la
energía radiante del sol y por la fuerza de la gravedad. Este ciclo se formó hace
aproximadamente cuatro mil quinientos millones de años, con el agua que la
Tierra contenía ya en su interior en forma de vapor. Nuestro planeta en su origen
fue una enorme esfera en constante cambio, con cientos de volcanes activos en
su superficie. El magma, cargado de gases con vapor de agua, emergió a la
superficie debido a estas erupciones. Así, la Tierra se enfrió, el vapor de agua se
condensó y cayó nuevamente al suelo en forma de lluvia.
El ciclo hidrológico, como tal, se define como la secuencia de fenómenos por
medio de los cuales el agua pasa de la superficie terrestre, como vapor, a la
atmósfera y regresa en sus estados líquido y sólido. Veamos de manera detallada
los distintos pasos de este proceso. El ciclo del agua comienza con la evaporación
del agua desde la superficie del océano u otros cuerpos de agua superficiales
como lagos y ríos. A medida que se eleva, el vapor se enfría y se transforma en
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5. agua, luego de haber recorrido distancias que pueden sobrepasar los 1000 km; a
este fenómeno se le llama condensación. El agua condensada da lugar a la
formación de nieblas y nubes.
Cuando las gotas de agua caen por su propio peso se presenta el fenómeno
denominado precipitación. Si en la atmósfera hace mucho frío, el agua se precipita
en su estado sólido, es decir, como nieve o granizo (con estructura cristalina en el
caso de la nieve y granular en el caso del granizo). En cambio, cuando la
temperatura de la atmósfera es más bien cálida, el agua se precipita en su estado
líquido, o sea, en forma de lluvia. La precipitación incluye también el agua que
pasa de la atmósfera a la superficie terrestre por condensación del vapor de agua
o rocío, por congelación del vapor o heladas, y por intercepción de las gotas de
agua de las nieblas, lo que podemos apreciar cuando encontramos nubes que
tocan el suelo o el mar.
El agua que se precipita en tierra tiene varios destinos. Una parte es aprovechada
por los seres vivos, otra vuelve directamente a la atmósfera por evaporación, otra
más se escurre por la superficie del terreno (lo que se conoce como escorrentía
superficial) y se concentra en surcos, originando así las líneas de agua por donde
fluirá hasta llegar a un río, un lago o el océano. Por otra parte, 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. Así, los cursos de agua alimentados
por capas freáticas presentan caudales más regulares.
El agua restante se infiltra, esto es, penetra en el interior del suelo formando
capas de agua subterránea; a eso se le conoce como percolación. El agua
infiltrada puede volver a la atmósfera por evapotranspiración, o bien puede
alcanzar la profundidad de las capas freáticas. Tanto el escurrimiento superficial
como el subterráneo van a alimentar los cursos de agua que desaguan en lagos y
en océanos. En algún momento, toda esta agua vuelve de nuevo a la atmósfera,
debido principalmente a la evaporación.
Por eso se dice que la cantidad total de agua que existe en la Tierra se ha
mantenido constante.
El término evapotranspiración se emplea cuando hablamos de la cantidad de agua
que se mueve en conjunto por medio de los procesos de evaporación y
transpiración. A continuación hablaremos de dichos procesos. Al evaporarse, el
agua deja atrás muchos de los elementos que la contaminan o la hacen no apta
para beber (sales minerales, químicos, desechos). Por eso se dice que el ciclo del
agua nos entrega un elemento puro.
Existe también otro proceso purificador del agua que forma parte de este ciclo; se
trata de la transpiración de las plantas. Las raíces de las plantas absorben el agua,
que se desplaza hacia arriba a través de los tallos o troncos, movilizando consigo
los elementos que necesita la planta para nutrirse. Al llegar a las hojas y flores se
integra al aire en forma de vapor de agua. Este fenómeno es la transpiración. La
sublimación, definida como el paso directo del agua sólida a vapor de agua, es
otro medio por el cual el agua se mueve dentro del ciclo. Sin embargo, la cantidad
de agua movida por este fenómeno es insignificante en relación a las cantidades
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6. movidas por evaporación y por transpiración, cuyo proceso conjunto se denomina
evapotranspiración.
La energía solar es la fuente de energía térmica necesaria para el paso del agua
de los estados líquido y sólido al estado gaseoso, 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.
El calentamiento de las regiones tropicales debido a la radiación solar provoca la
evaporación continua del agua de los océanos, la cual es transportada en 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. El ciclo hidrológico puede ser visto, en una escala
global, como un gigantesco sistema de destilación, extendido por todo el planeta.
PROPIEDADES FISICO-QUÍMICAS DEL AGUA
El agua presenta las siguientes propiedades físico-químicas:
a) Acción disolvente.
El agua es el líquido que más sustancias disuelve (disolvente universal), esta
propiedad se debe a su capacidad para formar puentes de hidrógeno con otras
sustancias, ya que estas se disuelven cuando interaccionan con las moléculas
polares del agua.
La capacidad disolvente es la responsable de dos funciones importantes para los
seres vivos:
es el medio en que transcurren las mayorías de las reacciones del metabolismo, y
el aporte de nutrientes y la eliminación de desechos se realizan a través de
sistemas de transporte acuosos.
b) Fuerza de cohesión entre sus moléculas.
Los puentes de hidrógeno mantienen a las moléculas fuertemente unidas,
formando una estructura compacta que la convierte en un líquido casi
incompresible.
c) Elevada fuerza de adhesión.
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7. De nuevo los puentes de hidrógeno del agua son los responsables, al
establecerse entre estos y otras moléculas polares, y es responsable, junto con la
cohesión de la capilaridad, al cual se debe, en parte, la ascensión de la sabia
bruta desde las raíces hasta las hojas.
d) Gran calor específico.
El agua absorbe grandes cantidades de calor que utiliza en romper los puentes de
hidrógeno.
Su temperatura desciende más lentamente que la de otros líquidos a medida que
va liberando energía al enfriarse. Esta propiedad permite al citoplasma acuoso
servir de protección para las moléculas orgánicas en los cambios bruscos de
temperatura.
e) Elevado calor de vaporización.
A 20ºC se precisan 540 calorías para evaporar un gramo de agua, lo que da idea
de la energía necesaria para romper los puentes de hidrógeno establecidos entre
las moléculas del agua líquida y, posteriormente, para dotar a estas moléculas de
la energía cinética suficiente para abandonar la fase líquida y pasar al estado de
vapor.
f) Elevada constante dieléctrica.
Por tener moléculas dipolares, el agua es un gran medio disolvente de
compuestos iónicos, como las sales minerales, y de compuestos covalentes
polares como los glúcidos.
Las moléculas de agua, al ser polares, se disponen alrededor de los grupos
polares del soluto, llegando a desdoblar los compuestos iónicos en aniones y
cationes, que quedan así rodeados por moléculas de agua. Este fenómeno se
llama solvatación iónica. g) Bajo grado de ionización.
De cada 107 de moléculas de agua, sólo una se encuentra ionizada.
H2O = H3O + OH-
Esto explica que la concentración de iones hidronio (H3O+) y de los iones hidroxilo
(OH-) sea muy baja. Dado los bajos niveles de H3O+ y de OH-, si al agua se le
añade un ácido o una base, aunque sea en poca cantidad, estos niveles varían
bruscamente.
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8. IMPORTANCIA BIOLOGICAS DEL AGUA
Solución:
El agua es un componente esencial de todo ser vivo, siendo el disolvente general
biológico. Se trata de una biomolécula de naturaleza inorgánica que representa el
medio en el que ocurren la mayoría de las reacciones celulares del metabolismo,
siendo la sustancia más necesaria para la vida. Los organismos vivos son por ello
dependientes del agua para su existencia. Existe además una relación clara y
directa entre el contenido de agua y la actividad fisiológica del organismo.
Posee una importancia cuantitativa ya que viene a representar el 75 % del cuerpo
de los seres vivos. Esta proporción varía de unas especies a otras y de unos
tejidos a otros.
La importancia del agua para las células vivas refleja sus propiedades físicas y
químicas, propiedades que radican en su estructura molecular.
1.- Elevado calor específico: Al calentar el agua, parte de la energía se utiliza para
romper puentes de hidrógeno y no tanto para aumentar su Tª, lo que supone que
incrementos o descensos importantes en la Tª externa, únicamente producen
pequeñas variaciones en el medio acuoso. Hace falta 1 Kcal. Para elevar 1 ºC la
temperatura de 1 litro. Esta propiedad hace posible que tenga función
termorreguladora.
2.- Elevado punto de ebullición: Dado que los puentes hidrógeno deben romperse
para pasar al estado gaseoso, su punto de ebullición es mucho más elevado que
el de otros compuestos líquidos. Esta propiedad implica que es un líquido en la
mayor parte de la superficie terrestre en la mayoría de las estaciones.
3.- Alta constante dieléctrica: Su naturaleza dipolar hace que sea un buen
disolvente frente a gran cantidad de sustancias como, las sales minerales y
compuestos orgánicos neutros con grupos funcionales hidrófilos.
4.- Alta tensión superficial: Es debida a la gran cohesión entre las moléculas.
5.- Bajo grado de ionización: sólo una molécula de cada 551.000 de agua se
encuentra ionizada.
Esto explica que la concentración de iones H3O+ y de los iones OH- sea muy baja,
concretamente de 107 por litro, ([ ] [ ]7 3 H O OH 10)
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9. Dado los bajos niveles de estos iones, si al agua se le añade un ácido o una base,
aunque sea en poca cantidad, estos niveles varían bruscamente. En los líquidos
biológicos, sin embargo, y pese a estar constituidos por agua en su mayoría, la
adición de ácidos o bases no varía apenas la concentración de iones H3O+ y OH-
Esto es debido a que los líquidos biológicos contienen sales minerales y moléculas
orgánicas disueltas que pueden ionizarse en mayor o menor grado actuando como
disoluciones amortiguadoras. Este efecto se denomina efecto tampón.
El agua es la sustancia química más abundante en la naturaleza, y constituye el
componente principal de la estructura celular de los seres vivos.
Del 50 al 90% de la masa de los organismos vivos está constituida por agua. Así
por ejemplo, constituye el 98% en un melón, el 80% en un pez y el 65% en un ser
humano.
El protoplasma, que es la materia básica de las células vivas, consiste en una
disolución en agua, de sustancias grasas, carbohidratos, proteínas, sales y otros
compuestos químicos similares.
Asimismo, el agua es el vehículo mediante el cual, a través de los procesos de
disolución, de ósmosis y de capilaridad, circulan en los seres vivos los elementos
nutrientes y se eliminan los desechos de los procesos vitales.
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, y es por ellas que se transportan los
alimentos digeridos hacia los niveles de aprovechamiento; y se recogen y
transportan para ser finalmente expulsados del cuerpo los materiales de desecho
(toxinas) resultantes de los procesos biológicos.
El agua desempeña también un papel importante en la digestión y absorción de
los alimentos ingeridos, y una vez conducidos a los niveles de los tejidos, en la
descomposición metabólica de moléculas nutrientes, tan esenciales para el
mantenimiento de lo seres vivos, como las proteínas y los carbohidratos; lo que
permite su incorporación al cuerpo o su utilización como elementos energéticos.
Este proceso, llamado hidrólisis, se produce continuamente en las células vivas.
En materia de eliminación, además de los elementos residuales de la combustión
fisiológica, como las ureas - fundamentalmente eliminadas en la orina - también se
producen eliminaciones mediante la transpiración.
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10. Por otra parte, al constituir una sustancia ambiental para la vida, el agua es el
hábitat de una parte fundamental de la flora y fauna del planeta.
En ese sentido, el mar es el que encierra las formas más variadas de vida; desde
las formas microscópicas, como las bacterias y otros microbios, hasta una gran
variedad de especies vegetales y animales; entre los que existen algunos tan
simples que están formados por una sola célula, como los protozoarios, hasta las
gigantescas ballenas.
La cadena de vida marina, tiene su origen en los seres más pequeños que,
nutriéndose fundamentalmente de sustancias presentes en el agua, constituyen la
fuente de alimento para otros mayores, hasta llegar a los más evolucionados.
Algunas especies como los atunes y tiburones nadan libremente entre la superficie
y el fondo. Otros viven adheridos a las rocas, como los corales o las esponjas. A
éstos se les conoce como sésiles porque permanecen fijos, no se desplazan.
Otros, en cambio habitan en las oscuras profundidades del océano; son las
especies abisales.
Las aguas dulces poseen también gran diversidad de organismos vivos.
Numerosas plantas crecen en los ríos, y sirven de alimento a los peces
herbívoros. Algunas especies animales viven debajo de las piedras o troncos
caídos, tales como larvas de insectos, caracoles, pequeños crustáceos y anélidos
que constituyen la principal comida de los peces carnívoros. En este hábitat
existen también enormes cocodrilos y numerosos anfibios que necesitan del agua
en sus primeros estadios de vida, desde insectos como los mosquitos hasta los
batracios.en la figura 1 se puede apreciar lo maravillosa que es el agua.
FIG. 1 EL AGUA
Como se puede observar, el agua es un liquido vital poara todo ser vivo, ya que nos proporciona
muchos usos, pueden ser personales, domesticos, agrícolas, etc.
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11. CAUSAS DE AFECTACION DEL AGUA (CONTAMINACION)
A nivel mundial, el 80% de las enfermedades infecciosas y parasitarias
gastrointestinales y una tercera parte de las defunciones causadas por éstas se
deben al uso y consumo de agua insalubre. La falta de higiene y la carencia o el
mal funcionamiento de los servicios sanitarios son algunas de las razones por las
que la diarrea continúa representando un importante problema de salud en países
en desarrollo. El agua y los alimentos contaminados se consideran como los
principales vehículos involucrados en la transmisión de bacterias, virus o
parásitos. Los organismos transmitidos por el agua habitualmente crecen en el
tracto intestinal y abandonan el cuerpo por las heces. Dado que se puede producir
la contaminación fecal del agua (si ésta no se trata adecuadamente) al consumirla,
el organismo patógeno puede penetrar en un nuevo hospedador. Como el agua se
ingiere en grandes cantidades, puede ser infecciosa aun cuando contenga un
pequeño número de organismos patógenos. Los microorganismos patógenos que
prosperan en los ambientes acuáticos pueden provocar cólera, fiebre tifoidea,
disenterías, poliomelitis, hepatitis y salmonelosis, entre otras enfermedades. El
agua y alimentos contaminados tienen una gran importancia en la transmisión de
patógenos causantes del síndrome diarreico, por lo que se hace necesario tener
estrategias que permitan un manejo adecuado de ella. La OMS calcula que la
morbilidad (número de casos) y mortalidad (número de muertes) derivadas de las
enfermedades más graves asociadas con el agua se reduciría entre un 20 y un 80
por ciento, si se garantizara su potabilidad y adecuada canalización. En la figura 2,
3 y 4 se muestran las consecuencias de la contaminacion
FIG. 2 DRENAJE
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12. FIG. 3 TIRADERO DE BASURA
FIG. 4 CONTAMINACION INDUSTRIAL
Como se puede observar, la contaminación del agua a aumentado en niveles excesivos.
A tal grado que el agua se llega a convertir en un factor contaminante y mortal para la flora y fauna
que habita en esta.
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13. MEDIOS DE REMEDIACION
Ante una emergencia producida por un vertido accidental, es imprescindible un
tiempo de respuesta rápido que lleve al control de la situación en el menor tiempo
posible. Es esencial encontrar la ubicación precisa de los equipos necesarios para
impedir que la contaminación siga su curso y se descontrole, como por ejemplo,
barreras de contención, absorbentes, etc.
Extracción de contaminantes:
Ubicados los elementos de contención es necesario disponer y optimizar los
elementos adecuados para la extracción de contaminantes, como por ejemplo,
camiones de bombeo, separadores, reactivos químicos, etc.
Remediación:
Una vez extraídos los contaminantes, se aplicarán las
operaciones necesarias para reponer el medio alterado, como por ejemplo,
reposición de vegetación, terreno, fauna, etc.
Plan de vigilancia y Control:
Para garantizar la completa descontaminación hay que mantener un control de la
zona afectada, para ello se realizan inspecciones visuales y tomas de muestras
que lo verifiquen.
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14. CONCLUSIONES
El agua es un bien limitado cuya cuantía es probable que disminuya en un futuro
próximo como consecuencia del cambio climático en curso. Su racional utilización
debe orientarse a garantizar de una manera armónica un desarrollo sostenible y
una amplia biodiversidad.
Afortunadamente, está renaciendo una cultura del agua que pone en valor
emergente la calidad ecológica de este recurso y de su entorno. Compatibilizar la
regeneración y preservación del régimen natural de las aguas con su
aprovechamiento para el desarrollo económico y el bienestar de las gentes es
tarea complicada en algunos lugares y ocasiones. De aquí que se recomiende
mantener estos encuentros entre responsables de la Administración, Usuarios del
Agua, Comunidad científica y demás personas interesadas en la gestión de un
bien que a todos pertenece y que debemos legar a las generaciones futuras.
1ª.- La gestión del agua en este ámbito regional tiene tres objetivos
prioritarios:
Garantizar los recursos hídricos a las demandas actuales y a su
razonable crecimiento.
Mejorar la eficiencia en todos los usos del agua.
Evitar el deterioro de la calidad del agua y preservar la riqueza
medioambiental de los entornos relacionados con ella.
2ª.- La gestión moderna del agua exige tener en consideración un complejo
sistema de variables y de procesos técnicos, económicos y
medioambientales que requieren un mejor conocimiento para que dicha
gestión sea acertada. Se considera prioritario avanzar en el estudio de los
siguientes aspectos: estrategias previsoras para afrontar situaciones críticas
de sequía, funcionamiento de acuíferos con riesgo de sobreexplotación o
contaminación, uso social de los humedales y gestión de abastecimientos y
saneamientos.
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15. BIBLIOGRAFIAS
http://definicion.de/agua/
http://faciasweb.uncoma.edu.ar/academica/materias/morfo/ARCHIVOPDF6/P
ARTE1/BIOELEMENTOS2_Propiedades_fisico.pdf
http://www.juntadeandalucia.es/averroes/manuales/materiales_tic/biomolecul
as/selectividad/agua_propiedades_funciones.pdf
http://www.aquaviva.com/index.php?option=com_content&view=article&id=1
3:importancia-biologica-del-agua&catid=5:interes&Itemid=13
http://www2.uah.es/tejedor_bio/bioquimica_ambiental/remediacion.pdf
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