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Agua: preguntas y respuestas mas frecuentes

Aporte de Rodrigo Mayo http://www.infoagua.org

1.- ¿ Qué es el agua ?

El agua pura es un líquido inodoro e insípido. Tiene un matiz azul, que sólo puede detectarse en capas de gran profundidad. A la presión atmosférica (760 mm de mercurio), el punto de congelación del agua es de 0° C y su punto de ebullición de 100° C.

El agua alcanza su densidad máxima a una temperatura de 4° C y se expande al congelarse. Como muchos otros líquidos, el agua puede existir en estado sobreenfriado, es decir, que puede permanecer en estado líquido aunque su temperatura esté por debajo de su punto de congelación; se puede enfriar fácilmente a unos -25° C sin que se congele.

El agua es fuente de vida, toda la vida depende del agua. El agua constituye un 70% de nuestro peso corporal. Necesitamos agua para respirar, para lubricar los ojos, para desintoxicar nuestros cuerpos y mantener constante su temperatura.
Por eso, aunque un ser humano puede vivir por más de dos semanas sin comer, puede sobrevivir solamente tres o cuatro días sin tomar agua. Las plantas serían incapaces de producir su alimento y de crecer sin el agua.

El agua por si misma es incolora y no tiene olor ni gusto definido. Sin embargo, tiene unas cualidades especiales que la hacen muy importante, entre las que destacan el hecho de que sea un regulador de temperatura en los seres vivos y en toda la biósfera, por su alta capacidad calórica (su temperatura no cambia tan rápido como la de otros líquidos).

2.- ¿ Cuales son las propiedades del agua ?

Propiedades bioquímicas
Los seres vivos se han adaptado para utilizar químicamente el agua en dos tipos de reacciones:
- En la fotosíntesis en la que los enzimas utilizan el agua como fuente de átomos de hidrógeno.
- En las reacciones de hidrólisis, en que los enzimas hidrolíticos han explotado la capacidad del agua para romper determinados enlaces hasta degradar los compuestos orgánicos en otros más simples, durante los procesos digestivos.

Propiedades físico-químicas:

El agua presenta las siguientes propiedades físico-químicas:

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.

- 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 liquido casi incompresible.

- Elevada fuerza de adhesión.
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.

- 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 proteccción para las moléculas orgánicas en los cambios bruscos de temperatura.

- Elevado calor de vaporización.
A 20° C 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.

- 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.

- 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.

Propiedades organolépticas
El agua pura es incolora, inodora e insípida. No obstante, en el medio natural el agua dista mucho de ser pura y presenta unas propiedades específicas que afectan a los sentidos. Estas propiedades se denominan propiedades organolépticas y afectan al gusto, al olor, al aspecto y al tacto, distinguiéndose: temperatura, sabor, olor, color y turbidez.

3.- ¿ Como se mide la calidad de las aguas ?

Los parámetros más comúnmente utilizados para establecer la calidad de las aguas son los siguientes:

Oxígeno disuelto
pH
Sólidos en suspensión
DBO
Fósforo
Nitratos
Nitritos
Amonio
Amoniaco
Compuestos fenólicos
Hidrocarburos derivados del petróleo
Cloro residual
Zinc total
Cobre soluble

4.- ¿Tenemos suficiente agua ?

Cada vez que tomamos un sorbo de agua fresca, esta es nueva para nosotros. Pero no es agua nueva. Esta agua ha sido reciclada una y otra vez desde los comienzos del universo, por diversas formas de vida, como un dinosaurio, un conejo, una paloma y hasta por Cristóbal Colón. En estos momentos tenemos toda el agua que tendremos o que hemos tenido. La falta de agua fresca es uno de los temas mas transcendentes al cual se verá enfrentada América Latina durante el siglo 21

·  1.200 millones de habitantes no tienen acceso a una fuente de agua potable segura 
·  Las enfermedades por aguas contaminadas matan mas de 4 millones de niños al año
·  20% de todas las especies acuáticas de agua fresca están extintas o en peligro de desaparecer

El agua cubre casi un 80% de la superficie de la Tierra. Aunque pareciera que es un recurso muy abundante, es importante destacar que menos del 1% de ésta es agua dulce, es decir, apta para usos domésticos, industriales o comerciales y turísticos. Por otra parte, el agua salada sustenta importantes cadenas alimenticias claves para la alimentación mundial, además, vive en ella una vegetación muy pequeña que es la que aporta más de un 60% del oxigeno de la Tierra.

El agua dulce que podemos utilizar se encuentra en los lagos, ríos y lluvias, y debe alcanzarnos para que ninguna persona, planta o animal tenga sed, para que los animales acuáticos vivan en ella, para regar los campos, usar en las industrias, mantener húmedos los bosques y regar los jardines. Por eso es importante mantenerla limpia.

Actualmente, hay en la Tierra la misma cantidad de agua que existía hace 3.800 millones de años atrás, época en que se formó el agua en nuestro planeta. Esto se debe a que el ciclo hidrológico permite que continuamente se utilice la misma agua, la cual se encuentra en diferentes estados: sólida, líquida o gaseosa.

Disponibilidad y uso del agua
Un 70% de la superficie de la tierra es agua, pero la mayor parte de ésta es oceánica. En volumen, sólo aproximadamente 3% de toda el agua del mundo es agua dulce, y en su mayor parte no se halla generalmente disponible. Unas tres cuartas partes de toda el agua dulce se halla inaccesible, en forma de casquetes de hielo y glaciares situados en zonas polares muy alejadas de la mayor parte de los centros de población; sólo un 1% es agua dulce superficial fácilmente accesible. Ésta es primordialmente el agua que se encuentra en los lagos y ríos y a poca profundidad en el suelo, de donde puede extraerse sin mayor costo. Sólo esa cantidad de agua se renueva habitualmente con la lluvia y las nevadas y es, por tanto, un recurso sostenible.  En total, sólo un centésimo del uno por ciento del suministro total de agua del mundo se considera fácilmente accesible para uso humano.

Se considera que, mundialmente, se dispone de 12.500 a 14.000 millones de metros cúbicos de agua (12.500 a 14.000 kilómetros cúbicos) por año para uso humano. Esto representa unos 9.000 metros cúbicos por persona por año, según se estimó en 1989 . Se proyecta que en el año 2025 la disponibilidad global de agua dulce per cápita descenderá a 5.100 metros cúbicos por persona, al sumarse otros 2.000 millones de habitantes a la población del mundo. Aun entonces esta cantidad sería suficiente para satisfacer las necesidades humanas si el agua estuviera distribuida por igual entre todos los habitantes del mundo.

5.- ¿ Como se contamina el agua ?

El agua se puede contaminar naturalmente, cuando se producen alteraciones en la composición del agua debido a fenómenos naturales, sin intervención del ser humano. Por ejemplo:

a) Fenómeno del Niño: cambio general en las condiciones atmosféricas que, a su vez, afecta el comportamiento de las corrientes del Océano Pacífico, presentándose cada 7 a 10 años. Aumenta la temperatura de las aguas de la costa Pacífica de Sudamérica, disminuyendo la cantidad de oxígeno disuelto en ella. Las algas, peces y mariscos que necesitan este oxígeno pueden morir por falta de él o, bien, huir en busca de aguas más frías. Por otra parte, llegan seres marinos que normalmente no se encuentran en estas costas, como medusas, mantarrayas y tiburones.
b) La Marea Roja: consiste en el florecimiento súbito de enormes masas de plancton especialmente dinoflagelados. Este plancton da al mar un color rojizo, de ahí su nombre. Las grandes cantidades de algas planctónicas producen toxinas que se meten dentro de los mariscos filtradores que se alimentan de ellas. Cuando los mariscos son consumidos por peces o seres humanos, causan graves intoxicaciones.
c) Actividad Volcánica: puede aumentar la temperatura del agua y alterar la concentración de elementos y compuestos presentes naturalmente en ella.
d) Aluviones y arrastre de sedimentos: la caída de grandes cantidades de barro crea un grave problema en las Plantas de Agua Potable, donde se hace imposible filtrar la gran cantidad de sedimentos.

6.- ¿Qué actividades humanas contaminan el agua?

En cuanto a la contaminación humana, la utilización masiva de agua en las sociedades industrializadas es la causa directa de una amplia gama de efectos negativos que se agrupan bajo el concepto de contaminación de las aguas. Estos efectos se traducen en una grave alteración del equilibrio natural de la vida acuática. Si el nivel de contaminación no es muy elevado, se soluciona a través de los mecanismos de limpieza natural; en caso contrario, el daño puede ser acumulativo e irreversible.

Las aguas se pueden contaminar por las labores agrícolas, en la actualidad, la fertilización de los suelos agrícolas pasa por el empleo masivo de pesticidas muy solubles en agua, por lo que acaban infiltrándose en las aguas subterráneas.

Las aguas subterráneas son grandes reservas de agua dulce, las que dejan de ser potables (bebibles) si se contaminan y superan los niveles de toxicidad definidos para consumo humano, es decir, transforman las aguas puras en aguas no aptas para ser usadas por el hombre.

La contaminación orgánica se refiere a aquella que producimos en las ciudades, donde suelen encontrarse tubos que lanzan agua de color café y maloliente a los ríos. Estos tubos son parte del sistema de alcantarillado y que, debido a la ausencia de plantas depuradoras de aguas servidas, llegan directamente a los ríos y al mar. De esta manera, la contaminación se incorpora a moluscos como almejas y machas y también a peces, los que más tarde llegan a nosotros como alimentos, devolviéndonos los residuos contaminantes.

Otra forma de contaminación provocada por los seres humanos sobre el agua es el uso de detergentes. Cuando se utiliza un detergente común para lavar ropa, loza o el pelo, se contribuye, aunque sea a baja escala, a la contaminación de las aguas. También es importante mencionar que en muchos lugares se usa tirar los desechos sólidos a los cursos de agua, lo que también contribuye a la contaminación de las aguas.

7.- ¿Cómo contaminan el agua algunas actividades industriales?

La mayoría de las industrias, de todo tipo, en todo el mundo necesitan grandes cantidades de agua limpia en sus procesos de producción.

Un tipo de contaminación se produce cuando las industrias cambian la temperatura del agua, ya sea enfriándola o calentándola. El agua caliente contiene menos oxígeno que la fría, y el cambio brusco puede causar daño a animales acuáticos que están acostumbrados a una cierta cantidad de oxígeno.

En el caso de la generación de energía eléctrica, se libera agua fría sobre una capa de agua superficial normalmente más tibia.

Otro tipo de contaminación sucede cuando las industrias usan el agua para lavar sus productos en la fabricación. Entonces acarrea sustancias tóxicas como ácidos, metales pesados, sales y restos de materiales en descomposición. El agua es lanzada por grandes tubos a ríos, lagos o mares, como un líquido contaminado. Los afectados directos son la flora y la fauna acuática, sobretodo los peces más pequeños quienes mueren. Los peces grandes son más resistentes a los compuestos tóxicos que llegan al agua y, en vez de morir, los acumulan en sus cuerpos. Cuando se comen  estos pescados, se están recibiendo de vuelta los desechos de las industrias.

8.- Principales contaminantes del agua
 
- Aguas residuales y otros residuos que demandan oxigeno (en su mayor parte materia orgánica, cuya descomposición produce perdida de oxigeno)
- Agentes infecciosos.
- Nutrientes vegetales que pueden estimular el crecimiento de las plantas acuáticas. Estas a su vez, interfieren con los usos a los que se destina el agua y, al descomponerse, agotan el oxigeno disuelto   y producen olores desagradables.
- Productos químicos, pesticidas, residuos industriales, sustancias tensioactivas contenidas en los detergentes, y  productos de descomposición de compuestos orgánicos.
- Petróleo, especialmente el procedente de vertidos accidentales.
- Minerales inorgánicos y compuestos químicos.
- Sedimentos formados por partículas del suelo y minerales arrastrados por las tormentas y escorrentías desde las tierras de cultivo, los suelos sin protección, las explotaciones mineras, las carreteras y los derribos urbanos.
- Sustancias radiactivas procedentes de residuos producidos por la minería y el refinado del uranio y otros minerales, las centrales nucleares y el uso industrial, médico y científico de materiales radiactivos.

9.- ¿ Qué son las aguas residuales ?

Diversas son las fuentes que originan las aguas residuales dado que el agua, además de servir como elemento vital para el hombre, es también utilizada como medio de transporte para diversas actividades. Inciden básicamente en el origen de las aguas residuales los residuos líquidos del quehacer habitacional, del comercio e instituciones, las aguas lluvias y aguas de napas subterráneas y muy destacadamente, los residuos humanos y animales y los residuos industriales líquidos.

Las aguas residuales pueden ser clasificadas en los siguientes tipos:
Residuos del quehacer habitacional
Residuos humanos y animales
Residuos industriales líquidos
Aguas lluvias

Residuos del Quehacer Habitacional
Se producen estos en la utilización de baños, cocina y lavado, los cuales contienen materias saponosas, detergentes, restos de alimentos y alimentos sintéticos.

Residuos Humanos y Animales
Consisten éstos básicamente en desechos fecales y orina, los que pueden transportar organismos patógenos que afectan la salud humana.

Residuos Industriales Líquidos (RILES)
Son un sinnúmero los elementos que las industrias disponen en las redes de alcantarillado tales como, metales, productos químicos y elementos sólidos, todos con serios efectos nocivos.

Aguas Lluvias
Al derivar hacia los alcantarillados arrastran gran cantidad de arena, hojas y ramas de árboles, pasto y otros elementos que se combinan con los otros residuos líquidos.

10.- Composición de las Aguas Residuales
Las aguas residuales se componen, básicamente, de un 99,9% de agua en su estado conocido como de agua potable y de, un 0,1% por peso de sólidos, sean éstos disueltos o suspendidos. Este 0,1% referido es el que requiere ser removido para que el agua pueda ser reutilizada. El agua sirve o actúa como medio de transporte de estos sólidos, los que pueden estar disueltos, en suspensión o flotando en la superficie del líquido.

Las aguas residuales típicas contienen:

Agua Potable

Sólidos

Gases Disueltos

Compon. Biológicos

99,9%

0,1% (por peso) Suspendidos
Disueltos coloidales
Sedimentables

O2
CO2
H2S
N2

Bacterias
Micro/macroorganismos
Virus

11.- ¿ Porqué tratar las aguas residuales ?
Con el desarrollo de la urbanización y con la diversificación de los procesos industriales, un sinnúmero de elementos químicos elaborados por la sociedad junto a una mayor cantidad de materias orgánicas son dispuestos en los cursos normales de agua, depositándose en lagunas, lagos, ríos y mar. La DBO aumenta y el limitado oxígeno disuelto no es suficiente para posibilitar la recuperación de dichos elementos. La naturaleza no es capaz por sí sola de realizar el proceso de autopurificación de los cursos de agua.

Los principales contaminantes que deben ser  removidos de las aguas residuales son:

Residuos Sólidos
DBO
DQO
Acidez
Alcalinidad
Grasas
Aceites
Grasas animales
Gases
Solventes
Nutrientes
Metales pesados
Compuestos Orgánicos Persistentes

Un importante efecto de la contaminación orgánica o biológica es el peligro para la salud. En los sistemas de alcantarillado, que llevan aguas servidas sin tratamiento a los ríos, lagos y mares, produce la proliferación de microorganismos que causan enfermedades como el cólera, la tifoidea y la hepatitis, las que se adquieren principalmente por beber agua contaminada o por consumir frutas o verduras regadas con agua contaminada.

Por otra parte, los excrementos, fertilizantes y detergentes contienen nitrógeno y fosfato, los que permiten un acelerado crecimiento de algas presentes en los cuerpos de agua. Cuando las algas mueren, se depositan en el fondo y sirven como alimento para las bacterias. Tanta comida permite un aumento de la cantidad de bacterias en el agua. A su vez, las bacterias consumen oxígeno, quedando muy poco para los otros seres vivos del agua, principalmente insectos y peces, los que mueren por falta de oxígeno. Este proceso se llama eutroficación y, en casos extremos, podría producir la muerte de toda forma de vida en un cuerpo de agua.

12.- ¿Qué son las aguas subterráneas?
Las aguas que corren bajo la superficie del suelo son las llamadas aguas subterráneas. Se forman a partir de las lluvias que logran infiltrarse hacia la profundidad y juntarse con otras que lo hicieron antes, formando cuerpos de agua que corren bajo el suelo. Estas conforman reservas de agua dulce, por lo tanto, si se contamina el suelo, esa contaminación puede llegar a las aguas subterráneas y contaminarlas, dejándolas no aptas para el consumo humano.

13.- ¿Qué es el ciclo hidrológico o ciclo del agua?
Es el constante movimiento y transformación a que está sometida permanentemente el agua del planeta, pasando de un estado físico a otro. Así es como el agua se encuentra en diversas formas y lugares, por ejemplo:

a) El agua líquida dulce de ríos y lagos
b) En aguas subterráneas
c) En plantas y animales
d) En hielos eternos en las altas montañas y en los polos
e) En aguas saladas de los mares y océano

El proceso de transformación del agua pasa del estado líquido a la evaporación, transformándose en nubes, luego vuelve a la tierra desde la atmósfera como precipitaciones de lluvia, granizo, nieve o neblina, desde allí se vuelve a evaporar para formar nubes y nuevamente precipitar.

En su paso por los diferentes estados físicos, las gotas de agua van recogiendo pedazos de hojas, pequeñas piedras, palitos, polvos minerales y otras cosas. Si todo se acumulara, el agua estaría pronto horriblemente sucia. Por suerte, el agua posee un mecanismo de limpieza, es decir, es capaz de purificarse a sí misma.

El mecanismo funciona en los lugares tranquilos como charcos, lagunas y lagos. En ellos la tierra acumulada en las gotas, como es más pesada que el agua, se va al fondo, al igual que los pedazos de hojas y otros restos.

El agua también se purifica al hundirse en el suelo y pasar a través de huecos entre las rocas. Ellos son tan pequeños que atrapan la suciedad, como un gran colador que deja pasar sólo las gotas.

Por último, al transformarse en vapor y pasar al aire, deja atrás el resto de la mugre. Así, cuando caen las gotitas de las nubes, éstas vuelven limpias al ambiente.

14.- Cuáles son los principales contaminantes?
Los principales agentes contaminantes de las aguas son las aguas residuales, petróleos, sustancias radiactivas, minerales inorgánicos y compuestos químicos. Las aguas residuales contienen mayormente materias orgánicas que precisan oxígeno, son por tanto un agente desoxigenador del agua cuando entran en descomposición, que generan además olores desagradables.

Hidrocarburos
Los hidrocarburos son especialmente dañinos para las aguas, mareas negras, en el mar se extienden formando una película que termina muchas veces invadiendo playas y acantilados, y afectando a peces, aves y vegetación.

Productos químicos
Los productos químicos como los pesticidas, las sustancias tensioactivas (detergentes), y los minerales inorgánicos y compuestos químicos son también causa de alta contaminación, cuando son arrastrados desde las tierras de cultivo por tormentas y escorrentías. Estos agentes también tienen su origen en explotaciones mineras, carreteras y derribos urbanos.

Calor
Una forma de contaminación de menor entidad pero que debe ser considerado, es el del calor. Se presenta cuando es vertido a los ríos u otros cauces, el agua de refrigeración de las fábricas y centrales energéticas, elevando la temperatura de las aguas y afectando a la vida que se desarrolla en ella.

Contaminantes de origen radiactivo
Finalmente, una de las sustancias mas contaminantes por su largo periodo de actividad, es la de origen radiactivo. Estas sustancias suelen proceder de los residuos que producen la minería y refinado de uranio y torio, centrales nucleares  y actividades científicas y médicas.


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