3.4.1 Uso responsable del agua

El agua es un líquido fundamental para la supervivencia. Sin embargo, mucha gente no es consciente de su importancia y se olvida de racionalizar su uso. El mundo esta formado por un 70% de agua, pero la mayor parte es agua salada no apta para el consumo. El proceso de desalinización sigue siendo muy caro, por lo que no nos queda otra que moderar y controlar el gato del agua, ya que apenas el 0,5% de agua esta disponible para el consumo. Los principales consumidores son los sectores agropecuario e industrial, por eso los países desarrollados tienen políticas y controles ambientales cada vez más estrictos en todos sus procesos, aunque también nosotros podemos aportar un granito de arena desde nuestras casas. Eh aquí unos consejos para aprovechar el agua:


Consejos para ahorrar agua:

* Lavadora de ropa lavado económico, siempre llena y lavado en frío.

* Recoger con un cubo el agua de la ducha cuando al comienzo sale fría y aprovechar esta agua para el W.C. (O para regar las plantas).

* Cerrar el grifo mientras nos cepillamos los dientes o cuando nos lavamos las manos.

* Abrir menos el grifo para reducir el consumo, muchas veces derrochamos más agua de la que necesitamos.

* Usar dispensadores dobles de agua según necesidades del W.C.

* Instalar en los grifos y duchas reductores de caudal con micro dispensadores o aireadores.

* El agua que usamos para hervir aprovecharla para regar las plantas.

* Regar por la noche las plantas de exterior para evitar la evaporación.

* Recoger el agua de lluvia con depósitos.

3.3.2 Propiedades del agua

Punto de fusión: a una presión de 1 atm es de 0º


Punto de ebullición: 100° C


Densidad: 1 g./c.c. a 4° C


Capacidad calorífica: 1 cal/gº


Calores latentes de fusión: 80 cal/gº


Calores latentes de evaporación: 540 cal /gº


Tensión superficial: es la cantidad de energía necesaria para aumentar su superficie por una unidad de área, esto implica que el liquido tiene una resistencia para aumentar su superficie




Material

Tensión Superficial / (10-3 N/m)

Metanol

22,61

Tolueno

28,5

Agua

72,75


Tabla de tensión superficial de líquidos a 20 °C



Poder disolvente: se le considera el disolvente universal

3.3.5 Regulación del clima

El ciclo del carbono (CO₂) es la sucesión de transformaciones que sufre el carbono a lo largo del tiempo. Es un ciclo biogeoquímico de gran importancia para la regulación del clima de la Tierra, y en él se ven implicadas actividades básicas para el sostenimiento de la vida.

Ciclo del carbono: es un componente esencial para los vegetales y animales. Forman parte de compuestos como: la glucosa, carbohidrato importantes para la realización de procesos como: la respiración; también interviene en la fotosíntesis bajo la forma de CO2 (dióxido de carbono) tal como se encuentra en la atmósfera.

La reserva fundamental de carbono, en moléculas de CO₂ que los seres vivos puedan asimilar, es la atmósfera y la hidrosfera. Este gas está en la atmósfera en una concentración de más del 0,03% y cada año aproximadamente un 5% de estas reservas de CO₂ se consumen en los procesos de fotosíntesis, es decir que todo el anhídrido carbónico se renueva en la atmósfera cada 20 años.

La vuelta de CO₂ a la atmósfera se hace cuando en la respiración, los seres vivos oxidan los alimentos produciendo CO₂. En el conjunto de la biosfera la mayor parte de la respiración la hacen las raíces de las plantas y los organismos del suelo y no, como podría parecer, los animales más visibles.

Los productos finales de la combustión son CO₂ y vapor de agua. El equilibrio en la producción y consumo de cada uno de ellos por medio de la fotosíntesis hace posible la vida.

Los vegetales verdes que contienen clorofila toman el CO₂ del aire y durante la fotosíntesis liberan oxígeno, además producen el material nutritivo indispensable para los seres vivos. Como todas las plantas verdes de la tierra ejecutan ese mismo proceso diariamente, no es posible siquiera imaginar la cantidad de CO₂ empleada en la fotosíntesis

.

3.3.3 Composición del agua: electrólisis y síntesis

La electrólisis o electrolisis es un proceso donde se separan los elementos del compuesto que forman, usando para ello la electricidad.

Proceso

• Se aplica una corriente eléctrica contínua mediante un par de electrodos conectados a una fuente de alimentación eléctrica y sumergidos en la disolución. El electrodo conectado al polo positivo se conoce como ánodo, y el conectado al negativo como cátodo.

• Cada electrodo atrae a los iones de carga opuesta. Así, los iones negativos, o aniones, son atraídos y se desplazan hacia el ánodo (electrodo positivo), mientras que los iones positivos, o cationes, son atraídos y se desplazan hacia el cátodo (electrodo negativo).

Animación sobre la Electrolísis del Agua.

• La manera más fácil de recordar toda esta terminología es fijandose en la raíz griega de las palabras. Odos significa camino. Electródo es el camino por el que van los electrones. Catha significa hacia abajo (catacumba, catastrofe). Cátodo es el camino por donde caen los electrones. Anas significa hacia arriba. Ánodo es el camino por el que ascienden los electrones. Ion significa caminante. Anión se dirije al ánodo y catión se dirije al cátodo. La nomenclatura se utiliza también en pilas.

• La energía necesaria para separar a los iones e incrementar su concentración en los electrodos es aportada por la fuente de alimentación eléctrica.

• En los electrodos se produce una transferencia de electrones entre éstos y los iones, produciéndose nuevas sustancias. Los iones negativos o aniones ceden electrones al cátodo (+) y los iones positivos o cationes toman electrones del ánodo (-).

En definitiva lo que ocurre es una reacción de oxidación-reducción, donde la fuente de alimentación eléctrica se encarga de aportar la energía necesaria.

[editar] Electrólisis del agua

Si el agua no es destilada, la electrólisis no sólo separa el oxígeno y el hidrógeno, sino los demás componentes que estén presentes como sales, metales y algunos otros minerales (lo que hace que el agua conduzca la electricidad no es el puro H2O, sino que son los minerales. Si el agua estuviera destilada y fuera 100% pura, no tendría conductividad

La síntesis orgánica en agua comprende aquellos procesos de formación de compuestos de esqueleto hidrocarbonado que se llevan a cabo en medio acuoso. Tradicionalmente las reacciones orgánicas se han desarrollado en disolventes orgánicos (metanol, diclorometano, tolueno, etc.) debido a la insolubilidad de muchos de los reactivos en medio acuoso. Este tipo de disolventes, especialmente los disolventes clorados, es una fuente importante de emisiones de compuestos orgánicos volátiles (COV) a la atmósfera, causantes del fenómeno de smog en las ciudades.

3.3.1 Estructura y propiedades de los líquidos. Modelo cinético molecular de líquidos

Esta teoría describe el comportamiento y las propiedades de la materia en base a cuatro

postulados:

1. La materia está constituida por partículas que pueden ser átomos ó moléculas cuyo

tamaño y forma característicos permanecen el estado sólido, líquido ó gas.

2. 2.   Estas partículas están en continuo movimiento aleatorio. En los sólidos y líquidos
los movimientos están limitados por las fuerzas cohesivas, las cuales hay que vencer
para fundir un sólido ó evaporar un líquido.

3. La energía depende de la temperatura. A mayor temperatura más movimiento y

mayor energía cinética.

4. Las colisiones entre partículas son elásticas. En una colisión la energía cinética de

una partícula se transfiere a otra sin pérdidas de la energía global.

estado líquido las moléculas están más separadas y se mueven de manera que

pueden cambiar sus posiciones, pero las fuerzas de cohesión, aunque son manos intensas

que en el estado sólido, impiden que las moléculas puedan independizarse.

El agua está formada por dos átomos de hidrógeno (H) y un átomo de oxígeno (O) unidos mediante sendos enlaces covalentes, de manera que la molécula tiene una forma triangular plana. Es decir los átomos de hidrógeno y oxígeno están separados entre sí aproximadamente 0,96 Angstroms (más o menos un nanómetro – una milmillonésima de metro) y el ángulo que forman sus líneas de enlace es de unos 104,45 grados.

Además el agua se comporta como un dipolo, es decir tiene dos regiones con una cierta carga eléctrica. Una de ellas es positiva y la otra negativa.

El hecho de que el agua sea un dipolo se debe a que el hidrógeno y el oxígeno son átomos muy distintos desde el punto de vista de la electronegatividad. Es esta una propiedad atómica que indica la forma en que un átomo atrae hacia si los electrones que comparte con otro en un enlace covalente.

3.2.1 Agua para la agricultura, la industria y la comunidad

El agua es usada en la industria en aplicaciones de todo el mundo para la gestión de agua cruda, agua de proceso, agua de gran pureza, aguas residuales, reutilización de agua, lodos y supresión de descargas de líquido (ZLD). Puede confiar en ellas para conseguir exactamente aquello que necesita para sus fines: un suministro y un tratamiento fiable del agua para mantener una producción constante, calidad precisa del agua, y sistemas y servicios rentables. Puede confiar en un cumplimiento asegurado de la normativa sin que ello suponga un riesgo para la eficacia de su planta. Puede dar a su negocio aquello que necesita: agua con costes mínimos. Y puede tranquilizarse con la certeza de que podrá contar con nuestra asistencia de servicio proactiva y eficaz para respaldarle en cualquier parte del mundo.

La mayor parte del agua se destina a la agricultura, y es utilizada para irrigar los cultivos. La relación directa entre recursos hídricos y producción de alimentos es crítica por tanto para una población humana en constante crecimiento. La irrigación absorbe hasta el 90% de los recursos hídricos de algunos países en desarrollo.La agricultura es un sistema de producción tan antiguo que se ha sabido adaptar a los diferentes regímenes hídricos de cada país: Así, en zonas donde se den abundantes precipitaciones suelen realizarse cultivos de regadío, mientras que en zonas más secas son comunes los cultivos de secano. Más recientemente, y en entornos más adversos, como el desierto se ha experimentado con nuevas formas de cultivo, centradas en minimizar el consumo de agua. En la actualidad una de las vertientes más activas de la investigación genética intenta optimizar las especies que el hombre usa como alimento. También se ha empezado a hablar de agricultura espacial para referirse a los experimentos destinados a difundir la agricultura por otros planetas.

Actualmente la agricultura supone una importante presión sobre las masas naturales de agua, tanto en cantidad como en calidad. Así, el agua que precisan los regadíos supone una disminución de los caudales naturales de los ríos y un descenso de los niveles de las aguas subterráneas que ocasionan un efecto negativo en los ecosistemas acuáticos. Por ejemplo, en España se riegan 3,4 millones de hectáreas que supone el 7% de la superficie nacional y emplea el 80% de los recursos hídricos disponibles

3.1.2 Calidad del agua

Este termino es relativo a la composición del agua en la medida en que esta es afectada por la concentración de sustancias ya sea toxicas o producidas por procesos naturales.

De acuerdo con lo anterior, tanto los criterios como los estándares y objetivos de calidad de agua variarán dependiendo de si se trata de agua para consumo humano (agua potable), para uso agrícola o industrial, para recreación, para mantener la calidad ambiental, etc.

Los límites tolerables de las diversas sustancias contenidas en el agua son normadas por la Organización Mundial de la Salud (O.M.S.), la Organización Panamericana de la Salud (O.P.S.), y por los gobiernos nacionales, pudiendo variar ligeramente de uno a otro. Los valores que se presentan en las tablas de abajo son por lo tanto referenciales.

  Los cuerpos de agua (rios,lagos,lagunas, acuiferos, etc) que se constituyen como suministros naturales de agua no son puros en el sentido de carecen de productos químicos disueltos como sucede con el agua destilada, desionizada.
El concepto de calidad del agua es usado para describir las características químicas, físicas y biológicas del agua. La determinación de la calidad del agua depende del uso que se le va a dar. No basta con decir: "esta agua está buena," o "esta agua está mala." Agua apropiada para riego de jardines puede no ser de buena calidad para agua potable.
Se conoce al agua como disolvente universal porque tiene capacidad para disolver lentamente casi cualquier cosa con la que llegara a estar en contacto. Desde que la lluvia cae a través de la atmosfera, discurre sobre la superfie terrestre o se infiltra en ella, esta constantemente disolviendo la materia.
En la atmósfera durante la condensación y precipitación, la lluvia o la nieve absorben cantidades variables de dióxido de carbono y otros gases, así como pequeñas cantidades de material orgánico e inorgánico. Además, la precipitación arrastra sustancias radiactivas a la superficie de la Tierra.
El agua reacciona con los minerales del suelo y de las rocas. Los principales componentes disueltos en el agua superficial y subterránea son los sulfatos, los cloruros, los bicarbonatos de sodio y potasio, y los óxidos de calcio y magnesio. Las aguas de la superficie suelen contener también residuos domésticos e industriales.

3.3.4 Estructura molecular del agua

Un enlace covalente se produce por compartición de electrones entre dos o mas átomos. Este tipo de enlace se produce cuando existe electronegatividad polar pero la diferencia de electronegatividades entre los átomos no es suficientemente grande como para que se efectúe transferenca de electrones. De esta forma, los dos átomos comparten uno o más pares electrónicos en un nuevo tipo de orbital, denominado orbital molecular. Los enlaces covalentes se suelen producir entre elementos gaseosos no metales.

 El agua, por ejemplo, es una molécula fuertemente polar ya que los momentos dipolares de los enlaces dispuestos en "V" se suman ofreciendo una densidad de carga negativa en el oxígeno y dejando los hidrógenos casi sin electrones.

Un enlace de hidrógeno es la fuerza atractiva entre un átomo electronegativo y un átomo de hidrógeno unido covalentemente a otro átomo electronegativo. Resulta de la formación de una fuerza dipolo-dipolo con un átomo de hidrógeno unido a un átomo de nitrógeno, oxígeno o flúor (de ahí el nombre e "enlace de hidrógeno", que no debe confundirse con un enlace covalente a átomos de hidrógeno). La energía de un enlace de hidrógeno (típicamente de 5 a 30 kJ/mol) es comparable a la de los enlaces covalentes débiles (155 kJ/mol), y un enlace covalente típico es sólo 20 veces más fuerte que un enlace de hidrógeno intermolecular. Estos enlaces pueden ocurrir entre moléculas (intermolecularidad), o entre diferentes partes de una misma molécula (intramolecularidad).

Fuentes de contaminación

Las aguas residuales representa la mayor fuente mundial de contaminación. Los desechos domésticos e industriales se vierten sobre la superficie de las aguas a través de los sistemas de alcantarillado. En algunos casos, los residuos industriales son liberados directamente sobre los ríos y mares.

La calidad de las aguas residuales depende de los contaminantes que están presentes en el agua y de la medida en que este agua es tratada antes de liberarla junto con el resto de vías fluviales.
Las aguas residuales domésticas constan principalmente de papel, jabón, orina, heces y detergentes. Los desechos industriales, en cambio, son variados y dependen de los procesos específicos de las plantas de las que proceden en origen.

Por ejemplo, los metales pesados están asociados con la minería y la fundición. Los cloro fenoles y fungicidas con las fábricas de pasta, los insecticidas con la industria química y las sustancias radiactivas con las centrales nucleares.
En terreno seco, las emisiones de residuos industriales están estrechamente controlados, pero la extracción de petróleo y la extracción de manganeso suelen provocar a menudo vertidos contaminantes directamente en el mar.

Los residuos radiactivos se vierten en el mar en grandes barriles con col objeto de mantenerlos alejados de los centros urbanos, pero a menudo los barriles se deterioran después de un tiempo.
El petróleo en muchas ocasiones, es liberado en el mar a través de petroleros y barcos hundidos. Este tipo de desgracias ocurre con bastante asiduidad en los últimos años.

Distribución del agua en la tierra

El agua es fundamental para todas las formas de vida conocida. Los humanos consumen agua potable. Los recursos naturales se han vuelto escasos con la creciente población mundial y su disposición en varias regiones habitadas es la preocupación de muchas organizaciones gubernamentales.

El total del agua presente en el planeta, en todas sus formas, se denomina hidrosfera. El agua cubre 3/4 partes (71%) de la superficie de la Tierra. Se puede encontrar esta sustancia en prácticamente cualquier lugar de la biosfera y en los tres estados de agregación de la materia: sólido, líquido y gaseoso.

El 97 por ciento es agua salada, la cual se encuentra principalmente en los océanos y mares; sólo el 3 por ciento de su volumen es dulce. De esta última, un 1 por ciento está en estado líquido. El 2% restante se encuentra en estado sólido en capas, campos y plataformas de hielo o banquisas en las latitudes próximas a los polos. Fuera de las regiones polares el agua dulce se encuentra principalmente en humedales y, subterráneamente, en acuíferos.