El agua sustento para la vida y sus problemáticas abraham
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El agua sustento para la vida y sus problemáticas abraham Document Transcript

  • 1. UNIVERSIDAD VERACRUZANA FACULTAD DE BIOLOGÍAEL AGUA: FACTOR PRIMORDIAL PARA LA VIDA, SU IMPORTANCIA Y SUS PROBLEMÁTICAS. QUÍMICA INORGÁNICA JOSÉ ABRAHAM MARÍN CARMONA 1 XALAPA-ENRIQUEZ NOVIEMBRE 2012
  • 2. INDÍCE:INTRODUCCIÓN 41.1 ESTRUCTURA Y CONCEPTO DEL AGUA 61.2 ORIGEN DEL AGUA 71.3 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 91.4 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
  • 3. 1.4.2.5 PROPAGACIÓN DEL SONIDO 141.5 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 171.6 CICLO DEL AGUA 191.7 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 231.8 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 281.9 CONCLUSIONES 292.0 PROPUESTAS 30BIBLIOGRAFÍA 31 3
  • 4. INTRODUCCIÓN:El agua es la sustancia más abundante en la naturaleza, a lo largo deltranscurso de la ciencia se ha sabido que, una de las tres cuartas partes de laTierra están cubiertas por agua. Además es una de las pocas sustancias que sepresenta en la naturaleza en los tres estados de la materia: sólido (en loscasquetes 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 básicade las células vivas, consiste en una disolución de grasas, carbohidratos,proteínas, sales y otros compuestos químicos similares en agua. El agua actúacomo disolvente transportando, combinando y descomponiendo químicamenteesas sustancias. La sangre de los animales y la savia de las plantas contienenuna gran cantidad de agua, que sirve para transportar los alimentos y desecharel material de desperdicio. El agua desempeña también un papel importante enla descomposición metabólica de moléculas tan esenciales como las proteínasy los carbohidratos. Este proceso, llamado hidrólisis, se produce continuamenteen las células vivas. 4
  • 5. El agua para satisfacer distintas necesidades se transforma en un recurso. Sinembargo no todas las personas disponen de él. Esto sucede por varios motivos,entre los cuales se pueden mencionar la desigual distribución natural del aguaen la superficie terrestre. Esta imposibilidad lleva a situaciones de escasez, queno tiene causas exclusivamente naturales, sino que también sociales. Esto nospermite decir que existe una estrecha relación entre la posibilidad deabastecimiento y el desarrollo, porque cuanto mayor es el desarrollo, mayor esla capacidad para obtenerla.La humanidad requiere el agua cada vez en mayores cantidades para realizarsus actividades. El mayor consumo de agua también se debe al incremento delas prácticas de irrigación agrícolas, al gran desarrollo industrial o a laexistencia de hábitos de consumo que, en ocasiones, implican su derroche.Si la falta de agua es un problema, su exceso también suele dar lugar asituaciones problemáticas. Por ejemplo las inundaciones, como las de laCuenca del Mississippi en 1983 o la del Litoral argentino en 1998.Estamos viviendo en una crisis de los elementos, no solo vinculada con unacrisis energética sino también una “crisis del agua”.El agua, como vida en sí. Del agua venimos, es nuestra madre innata. 5
  • 6. UNIVERSIDAD VERACRUZANA FACULTAD DE BIOLOGÍA QUÍMICA INORGÁNICA EL AGUA: SUSTENTO PRIMORDIAL PARA LAVIDA, SU IMPORTANCIA Y SUS PROBLEMÁTICAS. En esta imagen , se1.1 ESTRUCTURA Y CONCEPTO DEL AGUA muestr a la estructEl agua es una sustancia constituida por cadenas de 2 átomos de ura del agua.hidrogeno y una de oxígeno, siendo su fórmula química y estructura Constitmolecular H2O. Para que su estructura se mantenga, sea cual sea el uida por dosestado físico en el que se encuentre, presenta puentes de hidrógeno, fuerzaselectroestáticas, fuerzas de Van der Walls y enlaces de tipo covalentes (uniónde un elemento no metálico con otro nometálico), y éstos, mantienen unidas a dichascadenas de moléculas.Además de originar a la vida, el agua, es un granmoldeador de la corteza terrestre capaz de crear 6 Fig. 1.1 Molécula del agua
  • 7. cañones, valles y nivelar montañas. Determina un buen grado del clima y es unrecurso impredecible para la industria y para la generación de energía eléctrica.También forma parte de diversos hábitats de numerosas especies de animalesy plantas acuáticas y subacuáticas e indispensables para el hombre, ya querepresenta 70% del total de masa en nuestro cuerpo.1.2 ORIGEN DEL AGUAEl agua se inició hace muchos años, por medios de varios procesos químicos yfísicos 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 compuestofue desechada por el químico francés Antoine Laurent de Lavoisier quienpropuso que el agua no era un elemento sino un compuesto de oxígeno ehidrógeno. Posteriormente en un documento científico presentado en 1804, elquímico francés Joseph Louis Gay-Lussac y el naturalista alemán Alexandervon Humboldt demostraron conjuntamente que el agua consistía en dosvolúmenes de hidrógeno y uno de oxígeno, tal como se expresa en la fórmulaactual H2O.1.3 ESTADO DE AGREGACIÓN DEL AGUAEl agua es la única sustancia que existe a temperaturas ordinarias en los tresestados de la materia, o sea, sólido, líquido y gas. Como sólido o hielo seencuentra en los glaciares y los casquetes polares, así como en las superficiesde agua en invierno; también en forma de nieve, granizo y escarcha, y en lasnubes formadas por cristales de hielo. Existe en estado líquido en las nubes delluvia 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
  • 8. pantanos, lagos, ríos, mares y océanos. Como gas, o vapor de agua, existe enforma de niebla, vapor y nubes. El vapor atmosférico se mide en términos dehumedad relativa, que es la relación de la cantidad de vapor de agua en el airea una temperatura dada respecto a la máxima que puede contener a esatemperatura.El agua está presente también en la porción superior del suelo, en donde seadhiere, por acción capilar, a las partículas del mismo. En este estado, se ledenomina agua ligada y tiene unas características diferentes del agua libre. Porinfluencia de la gravedad, el agua se acumula en los intersticios de las rocasdebajo de la superficie terrestre formando depósitos de agua subterránea queabastecen a pozos y manantiales, y mantienen el flujo de algunos arroyosdurante los periodos de sequía.1.3.1 ESTADO LÍQUIDO DEL AGUADebido a la elevación de la temperatura, las moléculas del agua se separanmás y se expanden ocupando un mayor espacio intermolecular, adquiriendoalgo llamado viscosidad que es un fenómeno físico que se refiere a lacapacidad de difusión de los líquidos sobre una superficie. Este estado sedetermina por un proceso térmico del agua denominado de fusión.El agua en estado líquido forma oceános, mares, ríos, arroyos, lagos, lagunas,etc. En esta figura se1.3.2 ESTADO SÓLIDO DEL AGUA muestra laAl bajar la termperatura, por debajo curiosa imagen yde 0°C el agua se congela (punto de estructuracongelación), pasando a su estado de un coposólido. Este fenómeno aparece de nieve.cuando las moléculas no optan Fig. 1.2 Copo de nieve 8
  • 9. movimiento como en el agua líquida, debido al descenso de temperatura.Cuando el agua pasa por dicho procedimiento o proceso, aumenta su volumena medida que la temperatura desciende sus moléculas se separan más optandoun espacio intermolecular, también disminuye su peso especifico, lo cualpermite que el hielo flote.Se puede ubicar en icebergs, nieves, glaciares, etc.1.3.3 ESTADO GASEOSO DEL AGUAEl 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 ychocan 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 elaire, en las nubes.1.4 PROPIEDADES DEL AGUAEl agua pura es un líquido inodoro e insípido. Tiene un matiz azul, que sólopuede detectarse en capas de gran profundidad. A la presión atmosférica (760mm de mercurio), el punto de congelación del agua es de 0 °C y su punto deebullición de 100 °C. El agua alcanza su densidad máxima a una temperaturade 4 °C y se expande al congelarse. Como muchos otros líquidos, el aguapuede existir en estado sobreenfriado, es decir, que puede permanecer enestado líquido aunque su temperatura esté por debajo de su punto decongelación; se puede enfriar fácilmente a unos -25 °C sin que se congele. Elagua sobreenfriada se puede congelar agitándola, descendiendo más sutemperatura o añadiéndole un cristal u otra partícula de hielo. Sus propiedades 9
  • 10. físicas se utilizan como patrones para definir, por ejemplo, escalas detemperatura.El agua esta unida por enlaces de hidrogeno y estos, son enlaces químicos quese forman entre moléculas que contienen un átomo de hidrógeno unido a unátomo muy electronegativo (un átomo que atrae electrones). Debido a que elátomo electronegativo atrae el par de electrones del enlace, la molécula sepolariza. Los enlaces de hidrógeno se forman debido a que los extremos opolos negativos de las moléculas son atraídos por los polos positivos de otras, yviceversa. Estos enlaces son los responsables de los altos puntos decongelación y ebullición del agua.El agua es uno de los agentes ionizantes más conocidos. Puesto que todas lassustancias son de alguna manera solubles en agua, se le conocefrecuentemente como el disolvente universal. El agua combina con ciertas salespara formar hidratos, reacciona con los óxidos de los metales formando ácidosy actúa como catalizador en muchas reacciones químicas importantes.1.4.1 PROPIEDADES QUÍMICAS DEL AGUALa 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 laerosión fluvial de la tierra.)1.4.1.1-EL AGUA COMO SOLVENTE UNIVERSALEl agua en estado líquido, adopta una capacidad de disolución de muchasmezclas o sustancias, se ha demostrado ser un solvente muy corrosivo. Esto sedebe a la presencia de puentes de hidrogeno los cuales, hacen que el agua sevuelva una molécula polar, lo que disuelve a oras moléculas.El agua líquida puede disolver muchas sustancias, como las sales mineralesque necesitan las plantas y la mayoría de los organismos vivos; puede incluso 10
  • 11. disolver gases: el oxígeno que respiran los peces está disuelto en el agua delmar.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 lafotosíntesis, en el caso particular de los vegetales. Además, tiene la capacidadde disolver otras sustancias, que son necesarias para el desarrollo de la vida,como las sales.1.4.1.2 SALINIDADCaracterística mas reconocible del agua oceánica, cuya concentraciónnormalmente es de las sales Cloruro de sodio, cloruro de magnesio, sulfato demagnesio, sulfato de calcio, sulfato de potasio, carbonato de calcio, bromuro depotasio, entre otras. Una de las causas que determina la concentración de dichas sales es laerosión, que transporta y deposita sustancias químicas y sales minerales en elocéano. La evaporación es otra causa de la variación de las concentraciones desal en el agua, en este caso los océanos, lagunas costeras, mares, etc. Latemperatura también es un factor que determina la salinidad del agua.1.4.1.3 CLORINIDADEs la cantidad total presente de gramos de cloro en el agua. La clorinidadpermite calcular la salinidad con mayor precisión, ay que hay una relacióndirecta entre ambos.1.4.1.4 pH 11
  • 12. Este término es referente al “potencial de hidrogeno”, que indica laconcentración de iones de hidrogeno y oxigeno presentes en alguna sustancia,cuya variación le confiere a la sustancia alcalinidad o acidez. El pH dependeinversamente proporcional de la temperatura, porque si ésta aumenta, el pHdisminuye y viceversa Es variable por la salinidad, por la presión o profundidaddel cuerpo acuático y la actividad de otros organismos.Para la Biología la presencia de pH es muy importante, ya que con esto sedeterminan 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 menorconcentración a otra de mayor concentración que las separe una membranasemipermeable, a temperatura constante.1.4.1.6 DIFUSIÓN .Proceso mediante el cual ocurre un flujo de partículas (átomos, iones omoléculas) de una región de mayor concentración a una de menorconcentración, 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 (tubocapilar), o en un medio poroso (por ej. un suelo), debido a la acción de latensión superficial del líquido sobre la superficie del sólido. Este fenómeno esuna excepción a la ley hidrostática de los vasos comunicantes, según la cualuna masa de líquido tiene el mismo nivel en todos los puntos; el efecto seproduce de forma más marcada en tubos capilares, es decir, tubos de diámetromuy pequeño. La capilaridad, o acción capilar, depende de las fuerzas creadaspor la tensión superficial y por el mojado de las paredes del tubo. Si las fuerzas 12
  • 13. de adhesión del líquido al sólido (mojado) superan a las fuerzas de cohesióndentro del líquido (tensión superficial), la superficie del líquido será cóncava y ellíquido 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 lasfuerzas de cohesión superan a las fuerzas de adhesión, la superficie del líquidoserá convexa y el líquido caerá por debajo del nivel hidrostático. Así sucede porejemplo 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). Laabsorción de agua por una esponja y la ascensión de la cera fundida por elpabilo de una vela son ejemplos familiares de ascensión capilar. El agua subepor la tierra debido en parte a la capilaridad, y algunos instrumentosde escritura como la pluma estilográfica o el plumón se basan en este principio.1.4.2 PROPIEDADES FÍSICAS DEL AGUALas propiedades físicas que están presentes en diferentes son varias entre lasque destacan la temperatura, densidad, el color, el olor, la propagación delsonido, etc.1.4.2.1 TEMPERATURALas 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 delos procesos biológicos y químicos.Otras variables de la temperatura son la profundidad y la latitud. La temperaturadisminuye del Ecuador a los polos, y también de la superficie al fondo.1.4.2.2 DENSIDADLa densidad esta íntimamente relacionada con la cantidad de sales disueltas enel agua, es decir, es directamente proporcional, pues la densidad aumentacuando aumenta la masa de sale por unidad de volúmenes de agua, pero es 13
  • 14. 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 puedeadquirir una gran variedad de tonalidades que podemos observar se debe avarios factores; 1) La reflexión y refracción de la luz, 2) la influencia del color delfondo del cuerpo hidrológico, 3) los materiales que estén suspendidos odisueltos en él, y 4) la presencia de microrganismos, también llamadaeutrofización.Inodora e insabora (aunque a veces presente sabor debido a las diferentessustancias con las que se mezcle para poder desinfectarla y así tener unabuena calidad para poder beber y preservar la salud, también denominado aguapotable), 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 SONIDOEl sonido viaja con mayor rapidez en el agua que en el aire, es unacaracterística en su mayoría de los océanos y mares. Esta propiedad se vefundamentada por la temperatura, la salinidad y la profundidad, porque alaumentar estos factores, la velocidad del sonido aumenta. La propagación delsonido en el agua tiene gran interés científico y económico, porque mediante laemisión de ondas sonoras ha sido posible trazar mapas de relieve oceánico ymarítimo.1.5 CALIDAD DEL AGUAEl agua fue dividida en tres partes como menciona Pedro arrojo (2006) en LosRetos éticos de la nueva cultura del agua: El agua es agua vida, agua ciudadanía y agua negocio. 14
  • 15. 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 deFig. ceolitas naturales o artificiales que absorben los iones metálicos que producen 15
  • 16. la dureza, y liberan iones sodio en el agua. Los detergentes contienen ciertosagentes separadores que inactivan las sustancias causantes de la dureza delagua.El hierro, que produce un sabor desagradable en el agua potable, puedeextraerse por medio de la ventilación y sedimentación, o pasando el agua através de filtros de ceolita. También se puede estabilizar el hierro añadiendociertas sales, como los polifosfatos. El agua que se utiliza en los laboratorios, sedestila o se desmineraliza pasándola a través de compuestos que absorben losiones.1.5.1 PURIFICACIÓN DEL AGUAPara satisfacer las crecientes demandas de agua dulce, especialmente en lasáreas desérticas y semidesérticas, se han llevado a cabo numerosasinvestigaciones con el fin de conseguir métodos eficaces para eliminar la sal delagua del mar y de las aguas salobres. Se han desarrollado varios procesospara producir agua dulce a bajo costo.Tres de los procesos incluyen la evaporación seguida de la condensación delvapor resultante, y se conocen como: evaporación de múltiple efecto,destilación por compresión de vapor y evaporación súbita. En este últimométodo, que es el más utilizado, se calienta el agua del mar y se introduce pormedio de una bomba en tanques de baja presión, donde el agua se evaporabruscamente. Al condensarse el vapor se obtiene el agua pura.La congelación es un método alternativo que se basa en los diferentes puntosde congelación del agua dulce y del agua salada. Los cristales de hielo seseparan del agua salobre, se lavan para extraerles la sal y se derriten,convirtiéndose en agua dulce. En otro proceso, llamado ósmosis inversa, seemplea presión para hacer pasar el agua dulce a través de una fina membranaque impide el paso de minerales. La ósmosis inversa sigue desarrollándose deforma intensiva. La electrodiálisis se utiliza para desalinizar aguas salobres. 16
  • 17. Cuando la sal se disuelve en agua, se separa en iones positivos y negativos,que se extraen pasando una corriente eléctrica a través de membranasaniónicas y catiónicas.1.5.2 DESALINIZACIÓN DEL AGUALa evaporación súbita es el método más utilizado para desalinizar el agua. Elagua 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 yse extrae como agua pura. El proceso se repite varias veces (aquí se muestrantres etapas). El líquido restante, llamado salmuera, contiene una gran cantidadde sal, y a menudo se extrae y se procesa para obtener minerales. Obsérveseque el agua de mar que entra se utiliza para enfriar los condensadores de cadaevaporador. Este diseño conserva la energía porque el calor liberado alcondensarse el vapor se utiliza para calentar la siguiente entrada de agua demarUn problema importante en los proyectos de desalinización son los costos paraproducir agua dulce.La mayoría de los expertos confían en obtener mejoras sustanciales parapurificar agua ligeramente salobre, que contiene entre 1.000 y 4.500 partes deminerales por millón, en comparación a las 35.000 partes por millón del aguadel mar. Puesto que el agua resulta potable si contiene menos de 500 partes desal por millón, desalinizar el agua salobre es comparativamente más barato quedesalinizar el agua del mar.1.5.3 INDICADORES DE CALIDAD DE AGUA 17
  • 18. Los parámetros más comúnmente utilizados para establecer la calidad de lasaguas 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 quemantiene el agua en periodos más o menos largos. Para ello se usan diferentesgrupos biológicos. En la península Ibérica, por ejemplo, son indicadores debuena calidad del agua la presencia de trucha común (Salmo trutta), querequiere aguas bien oxigenadas y frías; de ciertos grupos demacroinvertebrados bentónicos, como ciertas ninfas de efemerópteros,tricópteros y plecópteros; o la existencia de rodales de plantas acuáticas, comolos nenúfares (géneros Nuphar y Nymphaea) y otras fanerógamas (comoalgunas plantas carnívoras del género Utricularia) y algunas criptógamas (comociertas algas del género Chara).1.5.4 ÍNDICES DE LA CALIDAD DE AGUADebido a la cantidad de parámetros que participan en el diagnóstico de lacalidad del agua y a lo complejo que éste puede llegar a ser, se han diseñadoíndices para sintetizar la información proporcionada por esos parámetros. Losíndices tienen el valor de permitir la comparación de la calidad en diferenteslugares y momentos, y de facilitar la valoración de los vertidos contaminantes yde los procesos de autodepuración. Los primeros índices de calidad seaplicaron en los Estados Unidos en 1972. Constan de los valores de diferentesparámetros preseleccionados a los que se aplica un “peso” o importanciarelativa en el total del índice. Para su cálculo se seleccionaron, en el caso delos Estados Unidos, el oxígeno disuelto, los coliformes fecales, el pH, la DBO,los nitratos, los fosfatos, el incremento de temperatura, la turbidez y los sólidostotales. En España se diseñó el índice de calidad con el oxígeno disuelto, los 18
  • 19. 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 ESTA IMAGEN SE en sus tres fases: sólida, líquida y gaseosa, se ha mantenido constanteMUESTRA EL CICLODEL AGUA, Y COMO desde la aparición de la Humanidad. El agua de la Tierra - queCADA PARTE QUE LO constituye la hidrósfera - se distribuye en tres reservorios principales:CONSTITUYE SECUMPLE 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
  • 20. El vapor de agua es transportado por la circulación atmosférica y se condensaluego de haber recorrido distancias que pueden sobrepasar 1,000 km. El aguacondensada da lugar a la formación de nieblas y nubes y, posteriormente, aprecipitación.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 unaestructura cristalina, en el caso de la nieve, y con estructura granular, regular encapas, en el caso del granizo.La precipitación incluye también incluye el agua que pasa de la atmósfera a lasuperficie terrestre por condensación del vapor de agua (rocío) o porcongelación del vapor (helada) y por intercepción de las gotas de agua de lasnieblas (nubes que tocan el suelo o el mar).El agua que precipita en tierra puede tener varios destinos. Una parte esdevuelta directamente a la atmósfera por evaporación; otra parte escurre por lasuperficie del terreno, escorrentía superficial, que se concentra en surcos y va aoriginar las líneas de agua. El agua restante se infiltra, esto es penetra en elinterior del suelo; esta agua infiltrada puede volver a la atmósfera porevapotranspiración o profundizarse hasta alcanzar las capas freáticas.Tanto el escurrimiento superficial como el subterráneo van a alimentar loscursos de agua que desaguan en lagos y en océanos.La escorrentía superficial se presenta siempre que hay precipitación y terminapoco después de haber terminado la precipitación. Por otro lado, elescurrimiento subterráneo, especialmente cuando se da a través de mediosporosos, ocurre con gran lentitud y sigue alimentando los cursos de aguamucho después de haber terminado la precipitación que le dio origen. 20
  • 21. Así, los cursos de agua alimentados por capas freáticas presentan unoscaudales más regulares.Como se dijo arriba, los procesos del ciclo hidrológico decurren en la atmósferay en la superficie terrestre por lo que se puede admitir dividir el ciclo del aguaen 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 producenescurrimiento superficial y subterráneo. Esta división está condicionada porvarios factores, unos de orden climático y otros dependientes de lascaracterísticas físicas del lugar donde ocurre la precipitación.Así, la precipitación, al encontrar una zona impermeable, origina escurrimientosuperficial y la evaporación directa del agua que se acumula y queda en lasuperficie. Si ocurre en un suelo permeable, poco espeso y localizado sobreuna formación geológica impermeable, se produce entonces escurrimientosuperficial, evaporación del agua que permanece en la superficie y aúnevapotranspiración del agua que fue retenida por la cubierta vegetal. En amboscasos, no hay escurrimiento subterráneo; este ocurre en el caso de unaformación geológica subyacente permeable y espesa.La energía solar es la fuente de energía térmica necesaria para el paso delagua desde las fases líquida y sólida a la fase de vapor, y también es el origende las circulaciones atmosféricas que transportan el vapor de agua y muevenlas nubes.La fuerza de gravedad da lugar a la precipitación y al escurrimiento. El ciclohidrológico es un agente modelador de la corteza terrestre debido a la erosión yal transporte y deposición de sedimentos por vía hidráulica. Condiciona lacobertura vegetal y, de una forma más general, la vida en la Tierra. 21
  • 22. El ciclo hidrológico puede ser visto, en una escala planetaria, como ungigantesco sistema de destilación, extendido por todo el Planeta. Elcalentamiento de las regiones tropicales debido a la radiación solar provoca laevaporación continua del agua de los océanos, la cual es transportada bajoforma de vapor de agua por la circulación general de la atmósfera, a otrasregiones. Durante la transferencia, parte del vapor de agua se condensa debidoal enfriamiento y forma nubes que originan la precipitación. El regreso a lasregiones de origen resulta de la acción combinada del escurrimientoproveniente de los ríos y de las corrientes marinas.1.7 UTLIZACIÓN DEL AGUA COMO UN RECURSOEn las últimas décadas el uso del agua ha aumentado en relación a la cantidadde ella disponible. Más del 60% de la extracción de agua a nivel mundial sedestinó al riego de cultivos y el 23% a la industria.1.7.1 LOS MÚLTIPLES USOS DEL AGUAEl consumo de agua varía según el tipo de actividad para el cual se emplea. Laagricultura de irrigación es la que demanda mayor cantidad; a ella le sigue laindustria y en último término el consumo doméstico.En el caso de la agricultura, debemos considerar que mediante la irrigaciónartificial se logra incrementar la producción de alimentos. En el procesoindustrial, el agua también es imprescindible: algunas industrias usan aguapotable para elaborar sus productos, mientras que la mayoría la utilizan en susprocesos productivos, como refrigerante o como diluyente de efluentes.En el caso del consumo doméstico se tiene en cuenta el uso en la higienepersonal, el lavado de utensilios, cocina, bebida, lavado de autos, riego dejardines, etc. 22
  • 23. En la actualidad, por ejemplo, la agricultura representa mas del 90% delconsumo global de agua dulce continental; el resto se distribuye entre laindustria y el uso domestico.El problema de la distribución del agua con respecto a las sociedades que laconsumen ha generado respuestas tecnológicas variadas. Los antiguosromanos construyeron acueductos y norias.1.7.2 RECURSOS CONVENCIONALESLos recursos convencionales hídricos se refieren a las aguas que dentro delciclo del agua corresponden a las superficiales y a las subterráneas.• Las aguas superficiales son las de ríos, lagos, torrentes y marismas. La mayorparte de estas aguas es dulce. Pero existe agua salada en lagos y en lasmarismas que forman las lagunas costeras.• Las aguas subterráneas son aquellas que están almacenadas en el subsueloo circulan lentamente por él. Proceden de la infiltración en el terreno de lasaguas de lluvia, deshielo, ríos, lagos. Cuando el agua filtrada encuentra unasuperficie impermeable que la retiene, forma un depósito subterráneo llamadoacuífero.Una planta desalinizadora en construcción1.7.3 RECURSOS NO CONVENCIONALESLos recursos hídricos no convencionales son las aguas recicladas y lasdesaladas. El agua puede volver a servir si se reintegra a su medio después dehaber sido utilizada Por ejemplo, en zonas costeras se puede desalar el aguade mar, lo que supone un complemento para cubrir las necesidades de agua enciertas zonas donde no abunda. 23
  • 24. Las implicaciones de llevar el agua a las ciudades Para llevar el agua anuestras casas, hace falta una compleja red de tuberías y canales, estacionesde 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 CONSUNTIVOSLos usos consuntivos son aquellos en os que se realiza la extracción de aguade su lugar de origen para facilitar su consumo. Casi toda el agua que se utilizaen los usos consuntivos procede de los recursos hídricos naturales: lagos, ríosyagua subterránea.El riego por goteo reduce el consumo agrario del agua, en comparación con elriego «a manta», que consiste en la inundación de la parcela.1.7.5 USOS NO CONSUNTIVOSLos usos no consuntivos son aquellos que consisten en el consumo de agua ensu 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 lacomunicación entre países y continentes.• Usos recreativos. Agua de embalses, ríos y mares para numerosasactividades deportivas, como navegación a vela, remo o motor. También loscampings y los lugares para acampar se ubican cerca de la cuenca de los ríos oen las playas. 24
  • 25. • La pesca. Se considera la extracción de peces con fines comerciales yrecreativos.• Usos ambientales. Los ecosistemas acuáticos necesitan un aporte de aguamínimo.• Usos agrarios. Ej. Consumo agrícola se debe al riego de los campos decultivo y supone el mayor porcentaje de consumo en el mundo. Lasnecesidades de agua dependen directamente del clima, el tipo de suelo y lostipos de cultivo de cada zona.• Usos ganaderos. Engloba los requerimientos de agua para la alimentación delos animales y para su adecuado desarrollo como la limpieza, la refrigeración yla humectación ambiental.• Usos municipales. El abastecimiento urbano abarca las necesidades deagua de las viviendas, es decir, el uso doméstico, y eJ de comercios, centros yservicios públicos.• Usos industriales y mineros. El agua que se utiliza en la industria seaprovecha como materia prima, refrigerante, depósito de vertidos y agente detransporte. En la minería, el agua se usa para separar los minerales de lasrocas.1.8 PROBLEMÁTICAS DEL AGUAEl agua constituye un elemento natural indispensable para el desarrollo de lavida y de las actividades humanas; resulta difícil imaginar cualquier tipo deactividad 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 seencuentra en condiciones aptas para el uso humano. El 97.5% del agua essalada, el 2.5% resultante es agua dulce distribuida en lagos, ríos, arroyos yembalses; esta mínima proporción es la que podemos usar con mas facilidad. 25
  • 26. 1.8.1 LOS PROBLEMAS DE ABASTECIMIENTODebemos reconocer el alto grado de desigualdad en la disponibilidad de unrecurso tan preciado como el agua. Otra cuestión que dificulta el abastecimientodel agua es el crecimiento demográfico, en tanto el aumento del número dehabitantes provoca una mayor demanda.Cuando se habla de abastecimiento adecuado de agua se hace referencia a lacantidad de líquido disponible y a su calidad. Por eso, es importante laimplementación de programas de provisión de agua potable, que implican suobtención, su purificación y ponerla al alcance de los usuarios.1.8.2 DEGRADACIÓN DEL RECURSO Y CALIDAD DE VIDAContaminación: Corresponde a las alteraciones de la caída del agua comoproducto 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 yagrícola que se hace del agua.Los agentes contaminantes del agua son de tipo biológico, químico y físico.Contaminantes biológicos. Corresponden a los desechos orgánicos, talescomo la materia fecal y restos de alimentos. Estos tienen la propiedad defermentar, 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 industrialesprovenientes del procesamiento de alimentos y de los mataderos.La mayoría de los desechos orgánicos de tipo biológico son biodegradables, esdecir, las bacterias que normalmente viven en el agua degradan o 26
  • 27. descomponen esta materia en sustancias más simples haciendo uso deloxígeno presente en el agua. Aun así, resultan menos dañinos que los nobiodegradables.Contaminantes químicos. Son los compuestos químicos, orgánicos einorgánicos, que llegan al agua proveniente de las actividades domésticas,industriales y agropecuarias.Entre los de tipo orgánico destacan los hidrocarburos derivados del petróleo ylos compuestos sintéticos o creados por el hombre, tales como plaguicidas,solventes industriales, aceites, detergentes y plásticos. Estos no suelen sergeneralmente biodegradables, razón por la que mantienen en el agua pormucho tiempo.Entre las sustancias inorgánicas están las del origen mineral: sales de metalesde mercurio y de arsénico, como el salitre.Contaminantes físicos. Son los materiales sólidos e inertes que afectan lastransparencias de las aguas, como basuras, polvo y arcillas. También soncontaminantes físicos, por una parte, los vertidos de líquidos calientes, quemodifican la temperatura del agua de los ríos y de los lagos, y ponen en peligrola vida de la flora y fauna acuáticas, y por otra, las sustancias radioactivasprovienen de hospitales, laboratorios y centrales nucleares.1.8.3 LA DEMANDA EN LOS CENTROS URBANOSEn general, los núcleos urbanos se formaron inicialmente asociados a lasposibilidades de obtener agua. Una posibilidad ampliamente difundida es lautilización de acuíferos subterráneos.Pero, con el crecimiento de las ciudades, la provisión de agua potable se tornóproblemática. Las fuentes tradicionales de aprovisionamiento se tornaroninadecuadas tanto en cantidad como en calidad. Los ríos se contaminan y losacuíferos subterráneos se agotan o se contaminan también. 27
  • 28. El abastecimiento de agua se torna más difícil y costoso. La explotación deacuíferos subterráneos se encarece por la necesidad de acceder a napas masprofundas; se debe recurrir a ríos mas lejanos, lo cual también implica elinconveniente de competir por el recurso, sea con otras poblaciones o por otrosusos.Otra cuestión relaciones con la problemática del agua en los centros urbanos esla eliminación de residuos y efluentes. Para ello, las ciudades de paísesdesarrollados y algunas de países del Tercer Mundo, como Buenos Aires,disponen de un sistema de alcantarillado que permite la recolección deefluentes domésticos e industriales, aunque esto no siempre alcanza para evitarla disposición de efluentes a cielo abierto.Una gran cantidad de ciudades, en cambio, no disponen de infraestructura y losefluentes son directamente arrojados al suelo.La existencia de infraestructura para el suministro de agua influye directamenteen los niveles de consumo, ya que los hogares que no están conectados asistemas de conducción, tratamiento, almacenamiento y distribución, suelenconsumir mucho menos que aquellos que si lo están.En resumen, tanto los países pobres como ricos, el crecimiento urbano generacambios importantes en el ciclo natural del agua.1.8.4 AGUA Y POBREZAEsta cuestión perjudica a mas de 1200 millones de personas que no disponende agua en cantidad y en calidad necesaria. Resulta común que mujeres yniños tengan que realizar caminatas de entre dos a seis horas para obteneragua, la que además es de dudosa calidad.Se estima que alrededor de 25 millones de personas mueren en los paísespobres del mundo. Esto se vincula estrechamente con la imposibilidad de 28
  • 29. abastecerse de agua limpia en cantidades adecuadas y con el déficit eninfraestructura para la eliminación de los desechos humanos.En América Latina, al menos 100 millones de personas no tienen acceso alagua potable; en las ciudades latinoamericanas la falta de tratamiento de lasaguas cloacales constituye una de las principales fuentes de contaminación delas agua dulces.En este contexto resulta difícil la superación de la pobreza, el progreso, laequidad social y el respeto por la dignidad humana.1.8.5 EL EXCESO DEL AGUAUna situación de exceso se manifiesta a partir de inundaciones y crecientes dediferentes magnitudes. En ella están involucradas dos grandes dimensiones: lanatural, que provoca la inundación y la social, que potencia los efectos de lamisma.Las precipitaciones de magnitud y otras normales son la causa natural de lascrecidas; pero a estos fenómenos naturales se unen la instalación humana enáreas bajas, la construcción de obras improvisadas o sin un estudio previo desus efectos sobre el drenaje, la disminución de la cobertura vegetal pordeforestación intensiva, la impermeabilización del suelo por un manejoinadecuado.Es importante tener presente que, si bien las inundaciones son fenómenosnaturales que en la mayoría de los casos no son evitables, si podríanaminorarse sus efectos negativos a partir de un uso adecuado de los recursos yde una planificación integrada que permita prever y actuar en forma efectivaantes de que ocurra el fenómeno, o bien tomar las medidas pertinentes paraque, cuando ocurre, no se convierta en un desastre para las poblacionesafectadas 29
  • 30. 1.9 CONCLUSIONESAl paso del tiempo, el agua, al formar parte de los factores bióticos de lanaturaleza, colinda y mantiene una estrecha relación con los organismos paraque éstos puedan vivir.Este factor y recurso de bien común, es parte del sustento de la vida paradiferentes organismos, desde microscópicos hasta macroscópicos, desdeorganismos celulares hasta organismos pluricelularesY es así que cumple la función de ser vital y primordial para la existencia de lavida. Desde hace tiempo se han presentando muchos problemas con el agua,problemas como la contaminación, destrucción y alteración de los ecosistemasque 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 PROPUESTASLas propuestas que se pueden dar son muy importantes, solo se resaltarás lasmás 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. 30
  • 31. 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-SEVLosada, A. y otros. Fundamentos de la hidrología y de la práctica de los riegos.Madrid: Ediciones Mundi-Prensa, 1997 31
  • 32. Microsoft Corporation 2009 Novena edición “El agua, recurso indispensablepara la vida” Enciclopedia EncartaPalma Ruíz, Angelina Hidrosfera; Aguas Lenticas y Loticas, Geografía segundaedición 2010 Editorial Talleres de Industria Gráfica Internacional S.A de C.VPedro arrojo (2006) Los retos éticos de la nueva cultura del agua, Polis, revistade la universidad boliviana, año/vol. 5, número 014.Sampieri Castro, Rosa El agua y su importancia biológica, Biología enfoque conético. Segunda edición (2009) Editorial Limusa México. 32