El agua

Introducción

El "agua "Uno de los compuestos más importantes para la vida del planeta y del universo, el cual, podemos encontrar en diferentes estados como liquido, solido y gaseoso. Este compuesto es una sustancia líquida formada por la combinación de dos volúmenes de hidrógeno y un volumen de oxígeno, que constituye el componente más  abundante en la superficie terrestre. Hasta el siglo XVIII se creyó que el agua era un elemento. Fue el químico ingles Cavendish quien  sintetizó agua a partir de una combustión de aire e hidrógeno.  Sin embargo los resultados de este experimento no fueron interpretados hasta años más tarde, cuando Lavoisier propuso que el agua  no era un elemento sino un compuesto formado por oxígeno y por hidrógeno, siendo su fórmula H2O. Este compuesto es uno de los más abundantes en nuestro planeta, el cual cubre el 71% de la superficie de la terrestre formando los océanos, lagos, lagunas, glaciares, ríos, napas subterráneas, riachuelos, canales, etc. La escasez vital del agua dulce hace llamar la atención de científicos, técnicos, políticos y en general, de muchos de los habitantes del planeta. Ya que solo el 3% es agua dulce y el 97% agua salada preveniente de los océanos. Además el agua tal como se encuentra en la naturaleza, para ser utilizada sin riesgo para el consumo humano requiere ser tratada, para eliminar las partículas y organismos que pueden ser dañinos para la salud. Y finalmente debe ser distribuida a través de tuberías hasta tu casa, para consumirla sin ningún problema ni riesgo alguno. Este fundamental compuesto, permite la existencia de vida en la tierra ya que los seres vivos están constituidos por el porcentaje importante de agua.

El origen del agua

El agua constituye uno de los componentes distintivos de nuestro planeta, su molécula está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno y su formula química es H2O. Alrededor del 70% de la superficie de la Tierra está ocupada por agua. Es indispensable para todas las formas de vida, sin ella, el fenómeno de la vida no hubiera ocurrido. Agua y vida establecen una relación indisoluble; esta fuerte y total dependencia hacia el agua se refleja en el hecho de que los seres vivos están, mayoritariamente, formados por agua.

Durante la formación de la Tierra, la energía liberada por el choque de los planetesimales, y su posterior contracción por efecto del incremento de la fuerza gravitatoria, provocó el calentamiento y fusión de los materiales del joven planeta. Este proceso de acreción y diferenciación hizo que los diferentes elementos químicos se reestructurasen en función de su densidad. El resultado fue la desgasificación del magma y la liberación de una enorme cantidad de elementos volátiles a las zonas más externas del planeta, que originaron la protoatmósfera terrestre. Los elementos más ligeros, como el hidrógeno molecular, escaparon de regreso al espacio exterior. Sin embargo, otros gases más pesados fueron retenidos por la atracción gravitatoria. Entre ellos se encontraba el vapor de agua. Cuando la temperatura terrestre disminuyó lo suficiente, el vapor de agua que es un gas menos volátil que el CO2 o el N2 comenzó a condensarse. De este modo, las cuencas comenzaron a llenarse con un agua ácida y caliente (entre 30°C y 60 °C).31 Esta agua ácida era un eficaz disolvente que comenzó a arrancar iones solubles de las rocas de la superficie, y poco a poco comenzó a aumentar su salinidad. El volumen del agua liberada a la atmósfera por este proceso y que precipitó a la superficie fue aproximadamente de 1,37 x 109 km³, si bien hay científicos que sostienen que parte del agua del planeta proviene del choque de cometas contra la prototierra en las fases finales del proceso de acreción. En este sentido hay cálculos que parecen indicar que si únicamente el 10% de los cuerpos que chocaron contra la Tierra durante el proceso de acreción final hubiesen sido cometas, toda el agua planetaria podría ser de origen cometario, aunque estas ideas son especulativas y objeto de debate entre los especialistas.

Estados del agua

El agua es un recurso vital y fundamental para el desarrollo de la vida en la tierra, este compuesto lo podemos encontrar en diferentes estados:

ESTADO LÍQUIDO

•  El agua en estado líquido es la que bebemos, la que encontramos en los ríos,  en los mares y océanos, en los  lagos, en las fuentes, en los acuíferos  (aguas subterráneas), la que sale del  grifo, punteras, etc.

ESTADO SOLIDO

• El agua en estado líquido, cuando se enfría y llega a los 0º C  de temperatura, pasa a estado sólido. El agua en estado sólido la encontramos en forma de hielo y nieve en las altas montañas, en el Polo Norte y en el Polo Sur, en el frigorífico en forma de cubitos de hielo, en las tormentas de granizo en forma de bolas de hielo, etc.  

ESTADO GASEOSO

•  El agua en estado líquido, al calentarse y llegar a los 100ºc, se evapora y pasa a estado gaseoso, o sea, se transforma en vapor de agua. Las nubes,  la niebla y el rocío son fenómenos meteorológicos que nos hacen visible  el vapor de agua que hay  en la atmósfera cuando éste se enfría y pasa a estado líquido. Los más claros ejemplos que podemos dar son el vapor de agua, las nubes, la niebla, etc.

El ciclo del agua

El ciclo del agua o también llamado el ciclo hidrológico. Da a interpretar los diferentes cambios que sufre el agua, es decir cómo cambia sus estados.

El ciclo del agua es como el agua se recicla. El ciclo incluye la precipitación, la evaporación, la condensación y la transpiración. El agua de la tierra continua cambiando de estado liquido a gaseoso y viceversa. Este ciclo sucede a causa del calor del sol y la gravedad.

¿Cómo trabaja el ciclo del agua?

Las moléculas del agua de los lagos, ríos, las corrientes, los depósitos y el océano se calientan con el sol y se transforman en vapor que sube en el aire (Evaporación). Las plantas son calentadas por el sol y mandan sus moléculas de agua en el aires este proceso es llamado (Transpiración). Estas moléculas de agua forman las nubes. Cuando el aire y el agua refrescan, ellas forman gotas de aguas que caen hacia la tierra en forma de lluvia. Si ellos son congelados estas moléculas llegan a ser las aguas nieves o la nieve y pasa a estado de (condensación). Una vez que el agua alcanza el suelo, puede fluir a través de la tierra hasta que alcance los ríos, lagos, las corrientes, o el océano. Estas aguas superficiales también se pueden hundirse por la gravedad y ocupar los espacios en las capas inferiores de la tierra creando las napas subterráneas.

Este proceso es representado en el siguiente esquema:

Propiedades del agua

1. PROPIEDADES FÍSICAS

El agua es un líquido inodoro e insípido. Tiene un cierto color azul cuando se concentra en grandes masas. A la presión atmosférica (760 mm de mercurio), el punto de fusión del agua pura es de 0ºC y el punto de ebullición es de 100ºC, cristaliza en el sistema hexagonal, llamándose nieve o hielo según se presente de forma esponjosa o compacta, se expande al congelarse, es decir aumenta de volumen, de ahí que la densidad del hielo sea menor que la del agua y por ello el hielo flota en el agua líquida. El agua alcanza su densidad máxima a una temperatura de 4ºC, que es de 1g/cc. 

Su capacidad calorífica es superior a  la de cualquier otro líquido o sólido, siendo su calor específico de 1 cal/g, esto significa que una masa de agua  puede absorber o desprender grandes cantidades de calor, sin experimentar apenas cambios de temperatura, lo que tiene gran influencia en el clima (las grandes masas de agua de los océanos tardan más tiempo en calentarse y enfriarse que el suelo terrestre). Sus calores  latentes de vaporización y de fusión (540 y 80 cal/g, respectivamente) son también excepcionalmente elevados.

2. PROPIEDADES QUÍMICAS    El agua es el compuesto químico más familiar para nosotros, el más abundante y el de mayor significación para nuestra vida. Su excepcional importancia, desde el punto de vista químico, reside en que casi la totalidad de los procesos químicos que ocurren en la naturaleza, no solo en organismos vivos, sino también en la superficie no organizada de la tierra, así como los que se llevan a cabo en el laboratorio y en la industria, tienen lugar entre sustancias disueltas en agua, esto es en disolución. Normalmente se dice que el agua es el disolvente universal, puesto que todas las sustancias son de alguna manera solubles en ella.

       No posee propiedades ácidas ni básicas, combina con ciertas sales para formar hidratos, reacciona con los óxidos de metales formando ácidos y actúa como catalizador en muchas reacciones químicas.

Distribución del agua en la Tierra

Estas gráficas de barras muestran en dónde se localiza el agua de la tierra y en qué forma ésta existe. La barra de la izquierda muestra en dónde se encuentra el agua; casi un 97 por ciento de toda el agua se encuentra en los océanos. La barra de en medio representa el 3 por ciento de la "otra" parte de la barra del lado izquierdo (la porción de toda el agua de la Tierra que NO se encuentra en los océanos). La mayoría, un 77 por ciento, se encuentra en glaciares y capas de hielo, principalmente en Groenlandia y la Antártica y en los mares salados que se localizan en partes interiores de los países. Veinte y dos por ciento de esta porción del agua es agua subterránea.

La barra del lado derecho muestra la distribución de la "otra" porción de la barra de en medio (el remanente uno por ciento). Nótese que los ríos comprenden menos de la 4/10ava. Del uno por ciento de esta agua remanente sin embargo, de este remanente es de donde la gente se surte la mayor parte del agua para su uso diario.

Representación gráfica de la distribución de agua terrestre:

EL AGUA EN NUESTRO PLANETA

    El agua es el principal y más importante componente de nuestro planeta. Sirvió de base para la evolución de la vida y hoy es esencial prácticamente para la evolución humana. Bien podría decirse que es el recurso más precioso que la tierra provee a la humanidad. Sin embargo, la gente no ha respondido inteligentemente con respecto al uso y cuidado de este vital líquido. De hecho el futuro de la especie humana y otras muchas, puede estar en riesgo si no se logran mejoras significativas en la administración del agua.EL AGUA EN CHILE

En Chile, el agua cada vez se visibiliza como un recurso más escaso y por ende más costoso de acceder y proveer. En términos generales el consumo doméstico de agua corresponde al 14% del total de la demanda general de Chile, el cual aumentará drásticamente en los próximos años, sino se cambian los hábitos y tecnologías para hacer un uso más eficiente de ella.

Solo basta a ver visto las noticias en el verano, el cual indicaban un déficit del Lago Peñuelas en la V Región, lago artificial cuya función es proveer de agua potable a las parte alta de la quinta Región y que por déficit en el régimen de lluvias se ha visto gravemente afectado en su capacidad, llegando a tener solo un 15 %. O en la Región de la Araucanía en donde casi gran parte de sus comunas presentan escasez de agua para el consumo humano…para darnos cuenta que la crisis del agua ya está presente.

El Gobierno ya reconoce problemas de desabastecimiento en 4 zonas del país:

• Valle de Azapa

• Copiapó

• La Serena – Coquimbo

• Región Metropolitana

Consumo promedio de los chilenos:

-En duchas, nos gastamos promedio 22 lts/ min ( 100 lts una ducha de 5 minutos)

-En la descarga del WC, 10-15 lts por descarga

-En la lavadora, 30 lts por lavado (a lo menos se hace dos lavados a la semana)…

-En el lavaplatos, 27 lts por lavado

-En riego jardines, 18 lts

-En lavar y cocinar alimentos

-Otros usos (como beber, lavarse las manos) 10 lts

En total promedio, se estima que el consumo diario doméstico de agua potable por persona llega a ser del orden de 190,8 lts/ día, valor que se llega a duplicar en caso de viviendas con jardín y exteriores, el cual corresponde a un 5% del consumo total de una vivienda de 4 personas.

Los problemas de abastecimientos a nivel mundial

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. 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. El abastecimiento de agua se torna más difícil y costoso. La explotación de acuíferos subterráneos se encarece por la necesidad de acceder a napas más profundas; se debe recurrir a ríos más 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.

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. En la actualidad, por ejemplo, la agricultura representa más del 92% 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.

Conclusión

Tanto como a nivel personal y a nivel mundial se debe tomar conciencia de este recurso que es vital para la humanidad, animales y vegetación de nuestro planeta, porque es un recurso fundamental para el desarrollo de la vida en la tierra, por ende debemos cuidarlo ya que cada día es más difícil extraerlo y distribuirlos para la sociedad. Tanto implica el aumento de la población, el desarrollo de las industrias y la agricultura que cada día aumenta más y más el consumo del agua. Hay diferentes factores han hecho que este recurso es cada día más difícil su extracción, como la inconsciencia de la población mundial, la contaminación de ríos, napas, lagunas etc. o simplemente por el agotamiento de nuestras napas subterráneas.

Autor:

Rene Conejeros

Luis Streb

Claudio Valenzuela

Paulo Briones

15 de junio

2012