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Unidad 2: Recursos renovables y no renovables

Propiedades del agua

Podemos clasificarlas en físicas y químicas.

Propiedades físicas Propiedades químicas
Es un cuerpo líquido, incoloro, inodoro e insípido. Se combina con metales y ametales dando óxido.
En grandes cantidades toma una coloración azul-verdosa. Se combina con óxidos metálicos y da bases.
Su densidad es igual a 1 g/cm3 cuando se determina a 40°C y al nivel del mar. Se combina con óxidos no metálicos y da ácidos oxácidos.
Hierve a la temperatura de 100°C al nivel del Mar. Se descompone por electrólisis de hidrógeno y oxigeno.
Su punto de solidificación es de 0°C (forma el hielo). Para descomponerse por otro procedimiento necesita temperaturas superiores a 27°C.
Tiene gran poder disolvente por lo que se le llama "disolvente universal".  

Clases de agua

Debido al ciclo hidrológico, el agua no se encuentra en un solo lugar de la tierra sino que está en constante movimiento. Por esta razón, hay una serie de criterios para clasificar las aguas, nosotros tomaremos dos criterios. Según su ubicación en la tierra y según la cantidad de sales disueltas:

Según su ubicación en la tierra pueden ser:

Aguas lóticas: Se encuentra en las superficies de la litosfera, en reposo. Ejemplos: Lagos, estanques, pantanos, charcos, etc.
Aguas atmosféricas: Se encuentran en continuo desplazamiento, ya sea lentamente o en forma torrente, ejemplos: Los ríos; estas aguas tienen mayor oxígeno que las anteriores debido al movimiento constante.
Dulce: Contiene mayor cantidad de sales disueltas que las anteriores, esta formando los ríos, y lagos.
Saladas: Contiene abundante cantidad de diversas sales (mares: 3,5% de sales disueltas).

Importancia del agua

El agua es muy importante por las siguientes razones:

Ciclo hidrológico

El ciclo hidrológico o ciclo del agua es el proceso de circulación del agua entre los distintos compartimentos de la hidrósfera. Se trata de un ciclo biogeoquímico en el que hay una intervención mínima de reacciones químicas, y el agua solamente se traslada de unos lugares a otros o cambia de estado físico. El agua de la hidrósfera procede de la desfragmentación del metano, donde tiene una presencia significativa, por los procesos del vulcanismo. Una parte del agua puede reincorporarse al manto con los sedimentos oceánicos de los que forma parte cuando éstos acompañan a la litósfera. La mayor parte de la masa del agua se encuentra en forma líquida, sobre todo en los océanos y mares y en menor medida en forma de agua subterránea o de agua superficial (en ríos y arroyos). El segundo compartimento por su importancia es el del agua acumulada como hielo sobre todo en los casquetes glaciares antártico y groenlandés, con una participación pequeña de los glaciares de montaña, sobre todo de las latitudes altas y medias, y de la banquisa. Por último, una fracción menor está presente en la atmósfera como vapor o, en estado gaseoso, como nubes. Esta fracción atmosférica es sin embargo muy importante para el intercambio entre compartimentos y para la circulación horizontal del agua, de manera que se asegura un suministro permanente a las regiones de la superficie continental alejadas de los depósitos principales.

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Ejemplo: Fases del ciclo del agua

El ciclo del agua tiene una interacción constante con el ecosistema ya que los seres vivos dependen de este elemento para sobrevivir y a su vez ayudan al funcionamiento del mismo. Por su parte, el ciclo hidrológico presenta cierta dependencia de una atmósfera poco contaminada y de un grado de pureza del agua para su desarrollo convencional, y de otra manera el ciclo se entorpecería por el cambio en los tiempos de evaporación, condensación.

nota

Datos importantes sobre el agua

  • El 70% de la Tierra está cubierta por agua, pero de ellas sólo el 3% es agua dulce y la mayor parte de ella está congelada.
  • Una persona puede sobrevivir cerca de 30 días sin comer, pero sólo siete sin tomar agua.
  • El 55% del peso de un adulto corresponde a agua y debemos consumir al menos dos litros de este líquido al día. Si se necesita perder peso, también es un buen aliado y con sólo consumir dos tazas antes de cada comida se logra una gran diferencia.
  • La mayor parte del agua que nuestro cuerpo recibe provine de los alimentos, en especial las frutas y verduras. Por ejemplo, el tomate está compuesto por un 95% de este elemento, las espinacas por un 91% y las manzanas por un 85%.
  • Hay personas que padecen de una extraña reacción alérgica al agua llamada urticaria acuagénica y se cree que es por la presencia de un antígeno o sustancia que activa el sistema inmune que es hidrosoluble. Así, al contacto con el líquido éste se disuelve, atraviesa la piel y genera la aparición de ronchas y picazón.
  • A diferencia de los que se cree, el agua no se congela a una temperatura de 0 grados Celsius. Un estudio de la Universidad de Utah demostró que la solidificación se produce recién a los -13 grados. Antes de eso, la estructura molecular no sufre grandes variaciones.
  • En un período de 100 años una molécula de agua puede pasar 98 años en el océano, 20 meses como hielo, dos semanas en lagos y ríos y menos de una semana en la atmósfera.
  • No es fácil medir el costo del agua, pero ahí van tres ejemplos llamativos: se necesitan 450 litros de agua para producir un huevo de gallina, 7 mil para refinar un barril de petróleo y 148 mil para fabricar un automóvil, según revela la revista Muy Interesante.
  • Los científicos están creando todo tipo de materiales relacionados con el agua. Por ejemplo, en la Universidad de Florida han desarrollado una superficie plana que no se humedece, imitando la anatomía de la araña, que siempre permanecen secas. En Japón, por otra parte, se ha desarrollado el "agua elástica", que sirve para fabricar medicamentos y reparar tejidos.
  • Para cuidarla no es necesario hacer grandes esfuerzos, sino cambiar algunos hábitos como cerrar la llave durante el tiempo que demoramos en afeitarnos, cepillar los dientes y enjabonarnos las manos y cabello. A eso se suma el esperar a llenar la carga de la lavadora al asear la ropa. También se puede esperar a que anochezca para regar plantas para que no se evapore rápidamente el agua.

Contaminación del agua

La contaminación hídrica o contaminación del agua es una modificación generalmente, provocada por el hombre, haciéndola impropia o peligrosa para el consumo humano, la industria, la agricultura, la pesca y las actividades recreativas, así como para los animales y la vida natural. Algunos de los contaminantes más comunes en el agua son los metales pesados.

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Ejemplo: Metales contaminantes del agua

Metales pesados son aquellos cuya densidad es por lo menos cinco veces mayor que la del agua. Tienen aplicación directa en numerosos procesos de producción de bienes y servicios. Los más importantes son: Arsénico (As), Cadmio (Cd), Cobalto (Co), Cromo (Cr), Cobre (Cu), Mercurio (Hg), Níquel (Ni), Plomo (Pb), Estaño (Sn) y Cinc (Zn).

Metales tóxicos son aquellos cuya concentración en el ambiente puede causar daños en la salud de las personas. Los términos metales pesados y metales tóxicos se usan como sinónimos pero sólo algunos de ellos pertenecen a ambos grupos.

Algunos metales son indispensables en bajas concentraciones, ya que forman parte de sistemas enzimáticos, como el cobalto, zinc, molibdeno, o como el hierro que forma parte de la hemoglobina. Su ausencia causa enfermedades, su exceso intoxicaciones.

El desarrollo tecnológico, el consumo masivo e indiscriminado y la producción de desechos principalmente urbanos y productos de la actividad minera, han provocado la presencia de muchos metales en cantidades importantes en el ambiente, generando numerosos efectos sobre la salud y el equilibrio de los ecosistemas. Se incorporan con los alimentos o como partículas que se respiran y se van acumulando en el organismo, hasta llegar a límites de toxicidad. Si la incorporación es lenta se producen intoxicaciones crónicas, que dañan los tejidos u órganos en los que se acumulan.

Fases del ciclo del agua

Instrucciones:

Los principales procesos implicados en el ciclo del agua son:

Evaporación

Evaporación

El agua se evapora en la superficie oceánica, sobre la superficie terrestre y también por los organismos, en el fenómeno de la transpiración en plantas y sudoración en animales. Los seres vivos, especialmente las plantas, contribuyen con un 10% al agua que se incorpora a la atmósfera. En el mismo capítulo podemos situar la sublimación, cuantitativamente muy poco importante, que ocurre en la superficie helada de los glaciares o la banquisa.

Condensación

Condensación

El agua en forma de vapor sube y se condensa formando las nubes, constituidas por agua en pequeñas gotas.

Precipitación

Precipitación

Se produce cuando las gotas de agua que forman las nubes se enfrían acelerándose la condensación y uniéndose las gotitas de agua para formar gotas mayores que terminan por precipitarse a la superficie terrestre en razón a su mayor peso. La precipitación puede ser sólida (nieve o granizo) o líquida (lluvia).

Infiltración

Infiltración

Ocurre cuando el agua que alcanza el suelo, penetra a través de sus poros y pasa a ser subterránea. La proporción de agua que se infiltra y la que circula en superficie (escorrentía) depende de la permeabilidad del sustrato, de la pendiente y de la cobertura vegetal. Parte del agua infiltrada vuelve a la atmósfera por evaporación o, más aún, por la transpiración de las plantas, que la extraen con raíces más o menos extensas y profundas. Otra parte se incorpora a los acuíferos, niveles que contienen agua estancada o circulante. Parte del agua subterránea alcanza la superficie allí donde los acuíferos, por las circunstancias topográficas, intersecan (es decir, cortan) la superficie del terreno.

Escorrentía

Escorrentía

Este término se refiere a los diversos medios por los que el agua líquida se desliza cuesta abajo por la superficie del terreno. En los climas no excepcionalmente secos, incluidos la mayoría de los llamados desérticos, la escorrentía es el principal agente geológico de erosión y de transporte de sedimentos.

Circulación subterránea

Circulación subterránea

Se produce a favor de la gravedad, como la escorrentía superficial, de la que se puede considerar una versión. Se presenta en dos modalidades:

  • Primero, la que se da en la zona vadosa, especialmente en rocas karstificadas, como son a menudo las calizas, y es una circulación siempre pendiente abajo.
  • Segundo, la que ocurre en los acuíferos en forma de agua intersticial que llena los poros de una roca permeable, de la cual puede incluso remontar por fenómenos en los que intervienen la presión y la capilaridad.

Fusión

Fusión

Este cambio de estado se produce cuando la nieve pasa a estado líquido al producirse el deshielo.

Solidificación

Solidificación

Al disminuir la temperatura en el interior de una nube por debajo de 0°C, el vapor de agua o el agua misma se congelan, precipitándose en forma de nieve o granizo, siendo la principal diferencia entre los dos conceptos que en el caso de la nieve se trata de una solidificación del agua de la nube que se presenta por lo general a baja altura. Al irse congelando la humedad y las pequeñas gotas de agua de la nube, se forman copos de nieve, cristales de hielo polimórficos (es decir, que adoptan numerosas formas visibles al microscopio), mientras que en el caso del granizo, es el ascenso rápido de las gotas de agua que forman una nube lo que da origen a la formación de hielo, el cual va formando el granizo y aumentando de tamaño con ese ascenso. Y cuando sobre la superficie del mar se produce una manga de agua (especie de tornado que se produce sobre la superficie del mar cuando está muy caldeada por el sol) este hielo se origina en el ascenso de agua por adherencia del vapor y agua al núcleo congelado de las grandes gotas de agua. El proceso se repite desde el inicio, consecutivamente por lo que nunca se termina, ni se agota el agua.

Generalidades del agua

Instrucciones:

Lee cada una de las definiciones que aparecen abajo. Luego encuentra en el crucigrama el número que corresponde a cada una de ellas.

Horizontales

    Verticales

      Metales contaminantes del agua

      Instrucciones:

      Navega por cada uno de los elementos de la lista para ampliar la información.

      Zinc (Zn)

      Zinc

      El Zinc es una substancia muy común que ocurre naturalmente. Muchos alimentos contienen ciertas concentraciones de Zinc. El agua potable también contiene cierta cantidad de Zinc. La cual puede ser mayor cuando es almarcenada en tanques de metal. Las fuentes industriales o los emplazamientos para residuos tóxicos pueden ser la causa del Zinc en el agua potable llegando a niveles que causan problemas. El Zinc es un elemento traza que es esencial para la salud humana. Cuando la gente absorben demasiado Zinc estos pueden experimentar una pérdida del apetito, disminución de la sensibilidad, el sabor y el olor. Pequeñas llagas, erupciones cutáneas, anemia, daños en el páncreas y arteriesclerosis entre otros. La acumulación del Zinc puede incluso producir defectos de nacimiento.

      Cadmio (Cd)

      El cadmio

      No se encuentra en estado libre en la naturaleza, y la greenockita (sulfuro de cadmio), único mineral de cadmio, no es una fuente comercial de metal. Este puede llegar al agua a través de desechos de industrias del metal. En ecosistemas acuáticos el Cadmio puede bioacumularse en mejillones, ostras, langostas y peces.

      Efectos del Cadmio sobre la salud

      • Diarréas, dolor de estómago y vómitos severos.
      • Fractura de huesos.
      • Fallos en la reproducción y posibilidad incluso de infertilidad.
      • Daño al sistema nervioso central.
      • Daño al sistema inmune.
      • Desordenes psicológicos.
      • Posible daño en el ADN o desarrollo de cáncer.

      Arsénico (As)

      Arsénico

      El arsénico puede ser encontrado en ciertos suelos de forma natural. Cuando el arsénico entra en contacto con el agua subterránea este puede terminar en el agua de nuestro grifo. El arsénico es un metaloide, lo cual básicamente significa que tiene propiedades de metal y no metal. Como compuesto, el arsénico puede ser tóxico, es por eso que es aplicado comúnmente en el veneno de rata.

      El arsénico puede terminar en el ambiente a través de la producción industrial de Cobre, Plomo y Zinc. Y a través de la aplicación de insecticidas en granjas. Adicionalmente, éste es un ingrediente de preservación de las maderas. La toma de grandes cantidades por largo tiempo en el agua potable que contiene arsénico puede causar problemas en la piel y ciertos cánceres, como el de piel y pulmón. La purificación del agua es importante cuando el arsénico está presente.

      Mercurio (Hg)

      Mercurio

      El Mercurio entra en el ambiente como resultado de la ruptura de minerales de rocas y suelos a través de la exposición al viento y agua. La liberación de Mercurio desde fuentes naturales ha permanecido en el mismo nivel a través de los años. Todavía las concentraciones de Mercurio en el medioambiente están creciendo; esto es debido a la actividad humana, como es el caso de la contaminación de quebradas y ríos con mercurio usado en la extracción del oro.

      El Mercurio tiene un número de efectos sobre los humanos, que pueden ser todos simplificados en las siguientes principalmente:

      • Daño al sistema nevioso.
      • Daño a las funciones del cerebro.
      • Daño al ADN y cromosomas.
      • Reacciones alérgicas, irritación de la piel, cansancio, y dolor de cabeza.
      • Efectos negativos en la reproducción, daño en el esperma, defectos de nacimientos y abortos.

      Plomo (Pb)

      Plomo

      El Plomo es un metal blando que ha sido conocido a través de los años por muchas aplicaciones. Este ha sido usado ampliamente desde el 5000 antes de Cristo para aplicaciones en productos metálicos, cables y tuberías, pero también en pinturas y pesticidas. El plomo es uno de los cuatro metales que tienen un mayor efecto dañino sobre la salud humana. Este puede entrar en el cuerpo humano a través de la comida (65%), agua (20%) y aire (15%).

      El Plomo puede entrar en el agua potable a través de la corrosión de las tuberías. Esto es más común que ocurra cuando el agua es ligeramente ácida. Este es el porqué de los sistemas de tratamiento de aguas públicas son ahora requeridos llevar a cabo un ajuste de pH en agua que sirve para el uso del agua potable.

      El Plomo puede causar varios efectos no deseados, como son:

      • Perturbación de la biosíntesis de hemoglobina y anemia.
      • Incremento de la presión sanguínea.
      • Daño a los riñones.
      • Abortos y abortos sutíles.
      • Perturbación del sistema nervioso.
      • Daño al cerebro.
      • Disminución de la fertilidad del hombre a través del daño en el esperma.
      • Disminución de las habilidades de aprendizaje de los niños.
      • Perturbación en el comportamiento de los niños, como es agresión, comportamiento impulsivo e hipersensibilidad.

      El Plomo puede entrar en el feto a través de la placenta de la madre. Debido a esto puede causar serios daños al sistema nervioso y al cerebro de los niños por nacer.