![AGUA
El agua (del latín aqua) es una sustancia cuya molécula está formada por dos
átomos de hidrógeno y uno de oxígeno (H2O). Es esencial para la supervivencia de
todas las formas conocidas de vida. En su uso más común, con agua nos referimos a la
sustancia en su estado líquido, pero la misma puede hallarse en su forma sólida llamada
hielo, y en forma gaseosa que llamamos vapor. El agua cubre el 71% de la superficie de
la corteza terrestre.[ ]En nuestro planeta, se localiza principalmente en los océanos
donde se concentra el 96,5% del agua total, los glaciares y casquetes polares tiene el
1,74%, los depósitos subterráneos en (acuíferos), los permafrost y los glaciares
continentales suponen el 1,72% y el restante 0,04% se reparte en orden decreciente
entre lagos, la humedad del suelo, atmósfera, embalses, ríos y seres vivos.[] Contrario a
la creencia popular, el agua es un elemento bastante común en nuestro sistema solar y
esto cada vez se confirma con nuevos descubrimientos. Podemos encontrar agua
principalmente en forma de hielo; de hecho, es el material base de los cometas, y el
vapor compone la cola de ellos.
Desde el punto de vista físico, el agua circula constantemente en un ciclo de
evaporación o transpiración (evapotranspiración), precipitación, y desplazamiento hacia
el mar. Los vientos transportan tanto vapor de agua como el que se vierte en los mares
mediante su curso sobre la tierra, en una cantidad aproximada de 45.000 km³ al año. En
tierra firme, la evaporación y transpiración contribuyen con 74.000 km³ anuales a causar
precipitaciones de 119.000 km³ al año.
Se estima que aproximadamente el 70% del agua dulce se consume en la
agricultura. El agua en la industria absorbe una media del 20% del consumo mundial,
empleándose como medio en la refrigeración, el transporte y como disolvente de una
gran variedad de sustancias químicas. El consumo doméstico absorbe del orden del 10%
restante.
El agua potable es esencial para todas las formas de vida, incluida la humana. El
acceso al agua potable se ha incrementado sustancialmente durante las últimas décadas
en la práctica totalidad de la superficie terrestre. Sin embargo estudios de la FAO,
estiman que uno de cada cinco países en vías de desarrollo tendrá problemas de escasez](https://image.slidesharecdn.com/agua-docmaira-100616152822-phpapp02/85/Agua-docmaira-1-320.jpg)
![El punto de ebullición del agua (y de cualquier otro líquido) está directamente
relacionado con la presión atmosférica. Por ejemplo, en la cima del Everest, el agua
hierve a unos 68º C, mientras que al nivel del mar este valor sube hasta 100º. Del mismo
modo, el agua cercana a fuentes geotérmicas puede alcanzar temperaturas de cientos de
grados centígrados y seguir siendo líquida.[14] Su temperatura crítica es de 373.85 °C
(647,14º K), su valor específico de fusión es de 0,334 kJ/g y su índice específico de
vaporización es de 2,23kJ/g.
El agua es un disolvente muy potente, al que se ha catalogado como el
disolvente universal, y afecta a muchos tipos de sustancias distintas. Las sustancias que
se mezclan y se disuelven bien en agua —como las sales, azúcares, ácidos, álcalis, y
algunos gases (como el oxígeno o el dióxido de carbono, mediante carbonación)— son
llamadas hidrófilas, mientras que las que no combinan bien con el agua —como lípidos
y grasas— se denominan sustancias hidrofóbicas. Todos los componentes principales de
las células de proteínas, ADN y polisacáridos se disuelven en agua. Puede formar un
azeótropo con muchos otros disolventes.
El agua es miscible con muchos líquidos, como el etanol, y en cualquier
proporción, formando un líquido homogéneo. Por otra parte, los aceites son inmiscibles
con el agua, y forman capas de variable densidad sobre la superficie del agua. Como
cualquier gas, el vapor de agua es miscible completamente con el aire.
El agua pura tiene una conductividad eléctrica relativamente baja, pero ese valor se
incrementa significativamente con la disolución de una pequeña cantidad de material
iónico, como el cloruro de sodio.
El agua tiene el segundo índice más alto de capacidad calorífica específica sólo
por detrás del amoníaco así como una elevada entalpía de vaporización (40.65 kJ
mol-1); ambos factores se deben al enlace de hidrógeno entre moléculas. Estas dos
inusuales propiedades son las que hacen que el agua "modere" las temperaturas
terrestres, reconduciendo grandes variaciones de energía.
La densidad del agua líquida es muy estable y varía poco con los cambios de
temperatura y presión. A la presión normal (1 atmósfera), el agua líquida tiene una
mínima densidad (0,958 kg/l) a los 100 °C. Al bajar la temperatura, aumenta la densidad](https://image.slidesharecdn.com/agua-docmaira-100616152822-phpapp02/85/Agua-docmaira-7-320.jpg)
![(por ejemplo, a 90 °C tiene 0,965 kg/l) y ese aumento es constante hasta llegar a los
3,8 °C donde alcanza una densidad de 1 kg/litro. Esa temperatura (3,8 °C) representa un
punto de inflexión y es cuando alcanza su máxima densidad (a la presión mencionada).
A partir de ese punto, al bajar la temperatura, la densidad comienza a disminuir, aunque
muy lentamente (casi nada en la práctica), hasta que a los 0° disminuye hasta 0,9999 kg/
litro. Cuando pasa al estado sólido (a 0 °C), ocurre una brusca disminución de la
densidad pasando de 0,9999 kg/l a 0,917 kg/l.
El agua puede descomponerse en partículas de hidrógeno y oxígeno mediante
electrólisis.
Como un óxido de hidrógeno, el agua se forma cuando el hidrógeno o un
compuesto conteniendo hidrógeno se queman o reacciona con oxígeno o un compuesto
de oxígeno. El agua no es combustible, puesto que es un producto residual de la
combustión del hidrógeno. La energía requerida para separar el agua en sus dos
componentes mediante electrólisis es superior a la energía desprendida por la
recombinación de hidrógeno y oxígeno. Esto hace que el agua, en contra de lo que
sostienen algunos rumores,[16] no sea una fuente de energía eficaz.
Los elementos que tienen mayor electropositividad que el hidrógeno —como el
litio, el sodio, el calcio, el potasio y el cesio— desplazan el hidrógeno del agua,
formando hidróxidos. Dada su naturaleza de gas inflamable, el hidrógeno liberado es
peligroso y la reacción del agua combinada con los más electropositivos de estos
elementos es una violenta explosión.
Actualmente se sigue investigando sobre la naturaleza de este compuesto y sus
propiedades, a veces traspasando los límites de la ciencia convencional. En este sentido,
el investigador John Emsley, divulgador científico, dijo en cierta ocasión del agua que
"(Es) una de las sustancias químicas más investigadas, pero sigue siendo la menos
entendida".](https://image.slidesharecdn.com/agua-docmaira-100616152822-phpapp02/85/Agua-docmaira-8-320.jpg)
![cuerpo humano es capaz de beber mucha más agua de la que necesita cuando se ejercita,
llegando incluso a ponerse en peligro por hiperhidratación, o intoxicación de agua. El
hecho comúnmente aceptado de que un individuo adulto debe consumir ocho vasos
diarios de agua no tiene ningún fundamento científico. Hay otros mitos sobre la relación
entre agua y salud que poco a poco van siendo olvidades.
Una recomendación sobre consumo de agua de la Plataforma de Alimentación y
Nutrición señalaba:
Una cantidad ordinaria para distintas personas es de un 1 mililitro de agua por
cada caloría de comida. La mayor parte de esta cantidad ya está contenida en los
alimentos preparados"
FNB, Consejo Nacional de Investigación de los Estados Unidos, 1945
La última referencia ofrecida por este mismo organismo habla de 2.7 litros de
agua diarios para una mujer y 3.7 litros para un hombre, incluyendo el consumo de agua
a través de los alimentos. Naturalmente, durante el embarazo y la lactancia la mujer
debe consumir más agua para mantenerse hidratada. Según el Instituto de Medicina que
recomienda una media de 2.2 litros/día para una mujer, y 3.0 litros/día para un varón
una mujer embarazada debe consumir 2.4 litros, y hasta 3 litros durante la lactancia,
considerada la gran cantidad de líquido que se pierde durante la cría.[45] También se
señala que normalmente, alrededor de un 20% del agua se absorbe con la comida,
mientras el resto se adquiere mediante el consumo de agua y otras bebidas. El agua se
expulsa del cuerpo de muy diversas formas: a través de la orina, las heces, en forma de
sudor, o en forma de vapor de agua, por exhalación del aliento. Una persona enferma, o
expuesta directamente a fuentes de calor, perderá mucho más líquido, por lo que sus
necesidades de consumo también aumentarán.
DESINFECCIÓN DEL AGUA POTABLE
El agua de boca es uno de los principales transmisores de microorganismos
causantes de enfermedades, principalmente bacterias, virus y protozoos intestinales. Las
grandes epidemias de la humanidad han prosperado por la contaminación del agua de](https://image.slidesharecdn.com/agua-docmaira-100616152822-phpapp02/85/Agua-docmaira-17-320.jpg)
![también se usa para evitar el recalentamiento de maquinaria como las sierras eléctricas o
entre elementos sometidos a un intenso rozamiento.
EL AGUA COMO TRANSMISOR DE CALOR
El agua y el vapor son usados como transmisores de calor en diversos sistemas
de intercambio de calor, debido a su disponibilidad, por su elevada capacidad calorífica,
y también por su facultad de enfriar y calentar. El vapor condensado es un calentador
eficiente debido a su elevado calor de vaporización. Una desventaja del agua y el vapor
es que en cierta manera son corrosivos. En la mayoría de centrales eléctricas, el agua es
utilizada como refrigerante, la cual posteriormente se evapora y en las turbinas de vapor
se genera energía mecánica, permitiendo el funcionamiento de los generadores que
producen electricidad.
En la industria nuclear, el agua puede ser usada como moderador nuclear. En un
reactor de agua a presión, el agua actúa como refrigerante y moderador. Esto aumenta la
eficacia del sistema de seguridad pasivo de la central nuclear, ya que el agua ralentiza la
reacción nuclear, manteniendo la reacción en cadena.
PROCESAMIENTO DE ALIMENTOS
El agua desempeña un papel crucial en la tecnología de alimentos. El agua es
básica en el procesamiento de alimentos y las características de ella influyen en la
calidad de los alimentos.
Los solutos que se encuentran en el agua, tales como las sales y los azucares,
afectan las propiedades físicas del agua y también alteran el punto de ebullición y de
congelación del agua. Un mol de sacarosa (azúcar) aumenta el punto de ebullición del
agua a 0.52 °C, y un mol de cloruro de sodio aumenta el punto de ebullición a 1.04 °C a
la vez que disminuye del mismo modo el punto de congelamiento del agua.[75] Los
solutos del agua también afectan la actividad de esta, y a su vez afectan muchas
reacciones químicas y el crecimiento de microorganismos en los alimentos.[76] Se
denomina actividad del agua a la relación que existe entre la presión de vapor de la
solución y la presión de vapor de agua pura.[75] Los solutos en el agua disminuyen la](https://image.slidesharecdn.com/agua-docmaira-100616152822-phpapp02/85/Agua-docmaira-24-320.jpg)
![actividad acuosa, y es importante conocer esta información debido a que la mayoría del
crecimiento bacteriano cesa cuando existen niveles bajos de actividad acuosa.[76] El
crecimiento de microbios no es el único factor que afecta la seguridad de los alimentos,
también existen otros factores como son la preservación y el tiempo de expiración de
los alimentos.
Otro factor crítico en el procesamiento de alimentos es la dureza del agua, ya
que esta puede afectar drásticamente la calidad de un producto a la vez que ejerce un
papel en las condiciones de salubridad. La dureza del agua mide la concentración de
compuestos minerales que hay en una determinada cantidad de agua, especialmente
carbonato de calcio y magnesio.[75] La dureza del agua se clasifica en:
Agua blanda, 17 mg/l
Moderadamente dura, 120 mg/l
Agua dura, 180 mg/l
La dureza del agua puede ser alterada o tratada mediante el uso de un sistema
químico de intercambio iónico. El nivel de pH del agua se ve alterado por su dureza,
jugando un papel crítico en el procesamiento de alimentos. Por ejemplo, el agua dura
impide la producción eficaz de bebidas cristalinas. La dureza del agua también afecta la
salubridad; de hecho, cuando la dureza aumenta, el agua pierde su efectividad
desinfectante.
Algunos métodos populares utilizados en la cocción de alimentos son: la
ebullición, la cocción al vapor, y hervir a fuego lento. Estos procedimientos culinarios
requieren la inmersión de los alimentos en el agua cuando esta se encuentra en su estado
líquido o de vapor.
OTROS USOS
El agua posee un elevado calor latente de vaporización y es relativamente inerte,
convirtiéndole en un fluido eficaz para apagar incendios. El calor del fuego es absorbido
por el agua para luego evaporarse, extinguiendo por enfriamiento. Sin embargo, el agua
no debe ser utilizada para apagar el fuego de equipos eléctricos, debido a que el agua
impura es un buen conductor de electricidad. Asimismo, no debe ser empleada para](https://image.slidesharecdn.com/agua-docmaira-100616152822-phpapp02/85/Agua-docmaira-25-320.jpg)
Agua.docmaira
- 1. AGUA El agua (del latín aqua) es una sustancia cuya molécula está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno (H2O). Es esencial para la supervivencia de todas las formas conocidas de vida. En su uso más común, con agua nos referimos a la sustancia en su estado líquido, pero la misma puede hallarse en su forma sólida llamada hielo, y en forma gaseosa que llamamos vapor. El agua cubre el 71% de la superficie de la corteza terrestre.[ ]En nuestro planeta, se localiza principalmente en los océanos donde se concentra el 96,5% del agua total, los glaciares y casquetes polares tiene el 1,74%, los depósitos subterráneos en (acuíferos), los permafrost y los glaciares continentales suponen el 1,72% y el restante 0,04% se reparte en orden decreciente entre lagos, la humedad del suelo, atmósfera, embalses, ríos y seres vivos.[] Contrario a la creencia popular, el agua es un elemento bastante común en nuestro sistema solar y esto cada vez se confirma con nuevos descubrimientos. Podemos encontrar agua principalmente en forma de hielo; de hecho, es el material base de los cometas, y el vapor compone la cola de ellos. Desde el punto de vista físico, el agua circula constantemente en un ciclo de evaporación o transpiración (evapotranspiración), precipitación, y desplazamiento hacia el mar. Los vientos transportan tanto vapor de agua como el que se vierte en los mares mediante su curso sobre la tierra, en una cantidad aproximada de 45.000 km³ al año. En tierra firme, la evaporación y transpiración contribuyen con 74.000 km³ anuales a causar precipitaciones de 119.000 km³ al año. Se estima que aproximadamente el 70% del agua dulce se consume en la agricultura. El agua en la industria absorbe una media del 20% del consumo mundial, empleándose como medio en la refrigeración, el transporte y como disolvente de una gran variedad de sustancias químicas. El consumo doméstico absorbe del orden del 10% restante. El agua potable es esencial para todas las formas de vida, incluida la humana. El acceso al agua potable se ha incrementado sustancialmente durante las últimas décadas en la práctica totalidad de la superficie terrestre. Sin embargo estudios de la FAO, estiman que uno de cada cinco países en vías de desarrollo tendrá problemas de escasez
- 2. de agua antes del 2030; en esos países es urgente un menor gasto de agua en la agricultura modernizando los sistemas de riego. TIPOS DE AGUA El agua se puede presentar en tres estados siendo de las pocas sustancias que pueden encontrarse en sus tres estados de forma natural. El agua adopta formas muy distintas sobre la tierra: como vapor de agua, conformando nubes en el aire; como agua marina, eventualmente en forma de icebergs en los océanos; en glaciares y ríos en las montañas, y en los acuíferos subterráneos su forma líquida. El agua puede disolver muchas sustancias, dándoles diferentes sabores y olores. Como consecuencia de su papel imprescindible para la vida, el ser humano —entre otros muchos animales— ha desarrollado sentidos capaces de evaluar la potabilidad del agua, que evitan el consumo de agua salada o putrefacta. Los humanos también suelen preferir el consumo de agua fría a la que está tibia, puesto que el agua fría es menos propensa a contener microbios. El sabor perceptible en el agua de deshielo y el agua mineral se deriva de los minerales disueltos en ella; de hecho el agua pura es insípida. Para regular el consumo humano, se calcula la pureza del agua en función de la presencia de toxinas, agentes contaminantes y microorganismos. El agua recibe diversos nombres, según su forma y características Según su estado físico: Hielo (estado sólido) Agua (estado líquido) Vapor (estado gaseoso) Según su posición en el ciclo del agua: Hidrometeoro Precipitación Precipitación según desplazamiento Precipitación vertical Lluvia Lluvia congelada Llovizna
- 3. Lluvia helada Nieve Granizo blando Gránulos de nieve Perdigones de hielo Aguanieve Pedrisco Cristal de hielo Precipitación horizontal (asentada) Rocío Escarcha Congelación atmosférica Precipitación según estado Hielo glaseado Precipitación líquida Lluvia Lluvia helada Llovizna Llovizna helada Rocío Precipitación sólida Nevasca Granizo blando Gránulos de nieve Perdigones de hielo Lluvia helada Granizo Prismas de hielo Escarcha Congelación atmosférica Hielo glaseado Aguanieve precipitación mixta con temperaturas cercanas a los 0 °C
- 4. Partículas en suspensión Nubes Niebla Bruma Partículas en ascenso (impulsadas por el viento) Ventisca Nieve revuelta Según su circunstancia Agua subterránea Agua de deshielo Agua meteórica Agua inherente – la que forma parte de una roca Agua fósil Agua dulce Agua superficial Agua mineral – rica en minerales Agua salobre ligeramente salada Agua muerta – extraño fenómeno que ocurre cuando una masa de agua dulce o ligeramente salada circula sobre una masa de agua más salada, mezclándose ligeramente. Son peligrosas para la navegación. Agua de mar Salmuera - de elevado contenido en sales, especialmente cloruro de sodio. Según sus usos Agua entubada Agua embotellada Agua potable – la apropiada para el consumo humano, contiene un valor equilibrado de minerales que no son dañinos para la salud. Agua purificada – corregida en laboratorio o enriquecida con algún agente – Son aguas que han sido tratadas para usos específicos en la ciencia o la ingeniería. Lo habitual son tres tipos: Agua destilada
- 5. Agua de doble destilación Agua desionizada Atendiendo a otras propiedades Agua blanda – pobre en minerales Agua dura – de origen subterráneo, contiene un elevado valor mineral Agua de cristalización — es la que se encuentra dentro de las redes cristalinas. Hidratos — agua impregnada en otras sustancias químicas Agua pesada – es un agua elaborada con átomos pesados de hidrógeno-deuterio. En estado natural, forma parte del agua normal en una concentración muy reducida. Se ha utilizado para la construcción de dispositivos nucleares, como reactores. Agua de tritio Agua negra Aguas grises Agua disfórica Según la microbiología Agua potable Agua residual Agua lluvia o agua de superficie El agua es también protagonista de numerosos ritos religiosos. Se sabe de infinidad de ceremonias ligadas al agua. El cristianismo, por ejemplo, ha atribuido tradicionalmente ciertas características al agua bendita. Existen también otros tipos de agua que después de cierto proceso adquieren supuestas propiedades, como el agua vitalizada. PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS El agua es una sustancia que químicamente se formula como H2O; es decir, que una molécula de agua se compone de dos átomos de hidrógeno enlazados covalentemente a un átomo de oxígeno. Fue Henry Cavendish quien descubrió en 1781 que el agua es una sustancia compuesta y no un elemento, como se pensaba desde la Antigüedad. Los resultados de dicho descubrimiento fueron desarrollados por Antoine Laurent de Lavoisier dando a
- 6. conocer que el agua estaba formada por oxígeno e hidrógeno. En 1804, el químico francés Joseph Louis Gay-Lussac y el naturalista y geógrafo alemán Alexander von Humboldt demostraron que el agua estaba formada por dos volúmenes de hidrógeno por cada volumen de oxígeno (H2O). Las propiedades fisicoquímicas más notables del agua son: El agua es insípida e inodora en condiciones normales de presión y temperatura. El color del agua varía según su estado: como líquido, puede parecer incolora en pequeñas cantidades, aunque en el espectrógrafo se prueba que tiene un ligero tono azul verdoso. El hielo también tiende al azul y en estado gaseoso (vapor de agua) es incolora. El agua bloquea sólo ligeramente la radiación solar UV fuerte, permitiendo que las plantas acuáticas absorban su energía. Ya que el oxígeno tiene una electronegatividad superior a la del hidrógeno, el agua es una molécula polar. El oxígeno tiene una ligera carga negativa, mientras que los átomos de hidrógenos tienen una carga ligeramente positiva del que resulta un fuerte momento dipolar eléctrico. La interacción entre los diferentes dipolos eléctricos de una molécula causa una atracción en red que explica el elevado índice de tensión superficial del agua. La fuerza de interacción de la tensión superficial del agua es la fuerza de van der Waals entre moléculas de agua. La aparente elasticidad causada por la tensión superficial explica la formación de ondas capilares. A presión constante, el índice de tensión superficial del agua disminuye al aumentar su temperatura. También tiene un alto valor adhesivo gracias a su naturaleza polar. La capilaridad se refiere a la tendencia del agua de moverse por un tubo estrecho en contra de la fuerza de la gravedad. Esta propiedad es aprovechada por todas las plantas vasculares, como los árboles. Otra fuerza muy importante que refuerza la unión entre moléculas de agua es el enlace por puente de hidrógeno.
- 7. El punto de ebullición del agua (y de cualquier otro líquido) está directamente relacionado con la presión atmosférica. Por ejemplo, en la cima del Everest, el agua hierve a unos 68º C, mientras que al nivel del mar este valor sube hasta 100º. Del mismo modo, el agua cercana a fuentes geotérmicas puede alcanzar temperaturas de cientos de grados centígrados y seguir siendo líquida.[14] Su temperatura crítica es de 373.85 °C (647,14º K), su valor específico de fusión es de 0,334 kJ/g y su índice específico de vaporización es de 2,23kJ/g. El agua es un disolvente muy potente, al que se ha catalogado como el disolvente universal, y afecta a muchos tipos de sustancias distintas. Las sustancias que se mezclan y se disuelven bien en agua —como las sales, azúcares, ácidos, álcalis, y algunos gases (como el oxígeno o el dióxido de carbono, mediante carbonación)— son llamadas hidrófilas, mientras que las que no combinan bien con el agua —como lípidos y grasas— se denominan sustancias hidrofóbicas. Todos los componentes principales de las células de proteínas, ADN y polisacáridos se disuelven en agua. Puede formar un azeótropo con muchos otros disolventes. El agua es miscible con muchos líquidos, como el etanol, y en cualquier proporción, formando un líquido homogéneo. Por otra parte, los aceites son inmiscibles con el agua, y forman capas de variable densidad sobre la superficie del agua. Como cualquier gas, el vapor de agua es miscible completamente con el aire. El agua pura tiene una conductividad eléctrica relativamente baja, pero ese valor se incrementa significativamente con la disolución de una pequeña cantidad de material iónico, como el cloruro de sodio. El agua tiene el segundo índice más alto de capacidad calorífica específica sólo por detrás del amoníaco así como una elevada entalpía de vaporización (40.65 kJ mol-1); ambos factores se deben al enlace de hidrógeno entre moléculas. Estas dos inusuales propiedades son las que hacen que el agua "modere" las temperaturas terrestres, reconduciendo grandes variaciones de energía. La densidad del agua líquida es muy estable y varía poco con los cambios de temperatura y presión. A la presión normal (1 atmósfera), el agua líquida tiene una mínima densidad (0,958 kg/l) a los 100 °C. Al bajar la temperatura, aumenta la densidad
- 8. (por ejemplo, a 90 °C tiene 0,965 kg/l) y ese aumento es constante hasta llegar a los 3,8 °C donde alcanza una densidad de 1 kg/litro. Esa temperatura (3,8 °C) representa un punto de inflexión y es cuando alcanza su máxima densidad (a la presión mencionada). A partir de ese punto, al bajar la temperatura, la densidad comienza a disminuir, aunque muy lentamente (casi nada en la práctica), hasta que a los 0° disminuye hasta 0,9999 kg/ litro. Cuando pasa al estado sólido (a 0 °C), ocurre una brusca disminución de la densidad pasando de 0,9999 kg/l a 0,917 kg/l. El agua puede descomponerse en partículas de hidrógeno y oxígeno mediante electrólisis. Como un óxido de hidrógeno, el agua se forma cuando el hidrógeno o un compuesto conteniendo hidrógeno se queman o reacciona con oxígeno o un compuesto de oxígeno. El agua no es combustible, puesto que es un producto residual de la combustión del hidrógeno. La energía requerida para separar el agua en sus dos componentes mediante electrólisis es superior a la energía desprendida por la recombinación de hidrógeno y oxígeno. Esto hace que el agua, en contra de lo que sostienen algunos rumores,[16] no sea una fuente de energía eficaz. Los elementos que tienen mayor electropositividad que el hidrógeno —como el litio, el sodio, el calcio, el potasio y el cesio— desplazan el hidrógeno del agua, formando hidróxidos. Dada su naturaleza de gas inflamable, el hidrógeno liberado es peligroso y la reacción del agua combinada con los más electropositivos de estos elementos es una violenta explosión. Actualmente se sigue investigando sobre la naturaleza de este compuesto y sus propiedades, a veces traspasando los límites de la ciencia convencional. En este sentido, el investigador John Emsley, divulgador científico, dijo en cierta ocasión del agua que "(Es) una de las sustancias químicas más investigadas, pero sigue siendo la menos entendida".
- 9. EL 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. El agua representa entre el 50 y el 90% de la masa de los seres vivos (aproximadamente el 75% del cuerpo humano es agua; en el caso de las algas, el porcentaje ronda el 90%). En la superficie de la Tierra hay unos 1.386.000.000 km3 de agua que se distribuyen de la siguiente forma: Volumen en km³ Porcentaje Situación del agua de agua de agua Agua dulce Agua salada dulce total Océanos y mares - 1.338.000.000 - 96,5 Casquetes y glaciares 24.064.000 - 68,7 1,74 polares
- 10. Agua subterránea salada - 12.870.000 - 0,94 Agua subterránea dulce 10.530.000 - 30,1 0,76 Glaciares continentales y 300.000 - 0,86 0,022 Permafrost Lagos de agua dulce 91.000 - 0,26 0,007 Lagos de agua salada - 85.400 - 0,006 Humedad del suelo 16.500 - 0,05 0,001 Atmósfera 12.900 - 0,04 0,001 Embalses 11.470 - 0,03 0,0008 Ríos 2.120 - 0,006 0,0002 Agua biológica 1.120 - 0,003 0,0001 Total agua dulce 35.029.110 100 - Total agua en la tierra 1.386.000.000 - 100 La mayor parte del agua terrestre, por tanto, está contenida en los mares, y presenta un elevado contenido en sales. Las aguas subterráneas se encuentran en yacimientos subterráneos llamados acuíferos y son potencialmente útiles al hombre como recursos. En estado líquido compone masas de agua como océanos, mares, lagos, ríos, arroyos, canales, manantiales y estanques. El agua desempeña un papel muy importante en los procesos geológicos. Las corrientes subterráneas de agua afectan directamente a las capas geológicas, influyendo en la formación de fallas. El agua localizada en el manto terrestre también afecta a la formación de volcanes. En la superficie, el agua actúa como un agente muy activo sobre procesos químicos y físicos de erosión. El agua en su estado líquido y, en menor medida, en forma de hielo, también es un factor esencial en el transporte de sedimentos. El depósito de esos restos es una herramienta utilizada por la geología para estudiar los fenómenos formativos sucedidos en la Tierra. EL CICLO DEL AGUA
- 11. Con ciclo del agua, conocido científicamente como el ciclo hidrológico— se denomina al continuo intercambio de agua dentro de la hidrosfera, entre la atmósfera, el agua superficial y subterránea y los organismos vivos. El agua cambia constantemente su posición de una a otra parte del ciclo de agua, implicando básicamente los siguientes procesos físicos: Evaporación de los océanos y otras masas de agua y transpiración de los seres vivos (animales y plantas) hacia la atmósfera, Precipitación, originada por la condensación de vapor de agua, y que puede adaptar múltiples formas, Escorrentía, o movimiento de las aguas superficiales hacia los océanos. La energía del sol calienta la tierra, generando corrientes de aire que hacen que el agua se evapore, ascienda por el aire y se condense en altas altitudes, para luego caer en forma de lluvia. La mayor parte del vapor de agua que se desprende de los océanos vuelve a los mismos, pero el viento desplaza masas de vapor hacia la tierra firme, en la misma proporción en que el agua se precipita de nuevo desde la tierra hacia los mares (unos 45.000 km³ anuales). Ya en tierra firme, la evaporación de cuerpos acuáticos y la transpiración de seres vivos contribuye a incrementar el total de vapor de agua en otros 74.000 km³ anuales. Las precipitaciones sobre tierra firme con un valor medio de 119.000 km³ anuales pueden volver a la superficie en forma de líquido como lluvia, sólido nieve o granizo, o de gas, formando nieblas o brumas. El agua condensada presente en el aire es también la causa de la formación del arco iris: La refracción de la luz solar en las minúsculas partículas de vapor, que actúan como múltiples y pequeños prismas. El agua de escorrentía suele formar cuencas, y los cursos de agua más pequeños suelen unirse formando ríos. El desplazamiento constante de masas de agua sobre diferentes terrenos geológicos es un factor muy importante en la conformación del relieve. Además, al arrastrar minerales durante su desplazamiento, los ríos cumplen un papel muy importante en el enriquecimiento del suelo. Parte de las aguas de esos ríos se desvían para su aprovechamiento agrícola. Los ríos desembocan en el mar, depositando los sedimentos arrastrados durante su curso, formando deltas. El terreno de estos deltas es muy fértil, gracias a la riqueza de los minerales concentrados por la acción del curso de agua. El agua puede ocupar la tierra firme con consecuencias,
- 12. Desastrosas: Las inundaciones se producen cuando una masa de agua rebasa sus márgenes habituales o cuando comunican con una masa mayor —como el mar— de forma irregular. Por otra parte, y aunque la falta de precipitaciones es un obstáculo importante para la vida, es natural que periódicamente algunas regiones sufran sequías. Cuando la sequedad no es transitoria, la vegetación desaparece, al tiempo que se acelera la erosión del terreno. Este proceso se denomina desertización y muchos países adoptan políticas para frenar su avance. En 2007, la ONU declaró el 17 de junio como el Día mundial de lucha contra la desertización y la sequía" EL OCÉANO El océano engloba la parte de la superficie terrestre ocupada por el agua marina. Se formó hace unos 4.000 millones de años cuando la temperatura de la superficie del planeta se enfrió hasta permitir que el agua pasase a estado líquido. Cubre el 71% de la superficie de la Tierra. La profundidad media es de unos 4 km. La parte más profunda se encuentra en la fosa de las Marianas alcanzando los 11.033 m. En los océanos hay una capa superficial de agua templada (12º a 30 °C), que ocupa entre varias decenas de metros hasta los 400 o 500 metros. Por debajo de esta capa el agua está fría con temperaturas de entre 5º y -1 °C. El agua está más cálida en las zonas templadas, ecuatoriales y tropicales, y más fría cerca de los polos. Contiene sustancias sólidas en disolución, siendo las más abundantes el sodio y el cloro que, en su forma sólida, se combina para formar el cloruro de sodio o sal común y, junto con el magnesio, el calcio y el potasio, constituyen cerca del 90% de los elementos disueltos en el agua de mar. El océano está dividido por grandes extensiones de tierra que son los continentes y grandes archipiélagos en cinco partes que, a su vez, también se llaman océanos: océano Antártico, océano Ártico, océano Atlántico, océano Índico y océano Pacífico. Se llama mar a una masa de agua salada de tamaño inferior al océano. Se utiliza también el término para designar algunos grandes lagos. MAREAS
- 13. Las mareas son movimientos cíclicos de las grandes masas de agua causadas por la fuerza gravitatoria lunar y el sol, en conjunción con los océanos. Las mareas se deben a movimientos de corrientes de grandes masas de agua, como mares, que oscilan en un margen constante de horas. La marea se refleja perceptiblemente en una notable variación de la altura del nivel del mar entre otras cosas originado por las posiciones relativas del Sol y la Luna en combinación con el efecto de la rotación terrestre y la batimetría local. La franja de mar sometida a estos cambios expuesta en bajamar y cubierta en pleamar se denomina zona entre mareas y representa un nicho ecológico de gran valor. EL AGUA DULCE EN LA NATURALEZA El agua dulce en la naturaleza se renueva gracias a la atmósfera que dispone de 12.900 km³ de vapor de agua. Sin embargo, se trata de un volumen dinámico que constantemente se está incrementando en forma de evaporación y disminuyendo en forma de precipitaciones, estimándose el volumen anual en forma de precipitación o agua de lluvia entre 113.500 y 120.000 km³ en el mundo. Estos volúmenes suponen la parte clave de la renovación de los recursos naturales de agua dulce. En los países de clima templado y frío la precipitación en forma de nieve supone una parte importante del total. El 68,7% del agua dulce existente en el mundo está en los glaciares y mantos de hielo. Sin embargo, en general, no se consideran recursos hídricos por ser inaccesibles (Antártida, Ártico y Groenlandia). En cambio los glaciares continentales son básicos en los recursos hídricos de muchos países. Las aguas superficiales engloban los lagos, embalses, ríos y humedales suponiendo solamente el 0,3% del agua dulce del planeta, sin embargo representan el 80% de las aguas dulces renovables anualmente de allí su importancia. También el agua subterránea dulce almacenada, que representa el 96% del agua dulce no congelada de la Tierra, supone un importante recurso. Según Morris los sistemas de aguas subterráneas empleados en abastecimiento de poblaciones suponen entre un 25 y un 40% del agua potable total abastecida. Así la mitad de las grandes megalópolis del mundo dependen de ellas para su consumo. En las zonas donde no se
- 14. dispone de otra fuente de abastecimiento representa una forma de abastecimiento de calidad a bajo coste. La mayor fuente de agua dulce del mundo adecuada para su consumo es el Lago Baikal, de Siberia, que tiene un índice muy reducido en sal y calcio y aún no está contaminado. EFECTOS SOBRE LA VIDA Desde el punto de vista de la biología, el agua es un elemento crítico para la proliferación de la vida. El agua desempeña este papel permitiendo a los compuestos orgánicos diversas reacciones que, en último término, posibilitan la replicación de ADN. De un modo u otro, todas las formas de vida conocidas dependen del agua. Sus propiedades la convierten en un activo agente, esencial en muchos de los procesos metabólicos que los seres vivos realizan. Desde esta perspectiva metabólica, podemos distinguir dos tipos de funciones del agua: anabólicamente, la extracción de agua de moléculas mediante reacciones químicas enzimáticas que consumen energía permite el crecimiento de moléculas mayores, como los triglicéridos o las proteínas; en cuanto al catabolismo, el agua actúa como un disolvente de los enlaces entre átomos, reduciendo el tamaño de las moléculas (como glucosas, ácidos grasos y aminoácidos), suministrando energía en el proceso. El agua es por tanto un medio irremplazable a nivel molecular para numerosos organismos vivos. Estos procesos metabólicos no podrían realizarse en un entorno sin agua, por lo que algunos científicos se han planteado la hipótesis de qué tipo de mecanismos absorción de gas, asimilación de minerales podrían mantener la vida sobre el planeta. Es un compuesto esencial para la fotosíntesis y la respiración. Las células fotosintéticas utilizan la energía del sol para dividir el oxígeno y el hidrógeno presentes en la molécula de agua. El hidrógeno es combinado entonces con CO2 (absorbido del aire o del agua) para formar glucosa, liberando oxígeno en el proceso. Todas las células vivas utilizan algún tipo de "combustible" en el proceso de oxidación del hidrógeno y carbono para capturar la energía solar y procesar el agua y el CO2. Este proceso se denomina respiración celular.
- 15. El agua es también el eje de las funciones enzimáticas y la neutralidad respecto a ácidos y bases. Un ácido, un "donante" de ion de hidrógeno (H+, es decir, de un protón) puede ser neutralizado por una base, un "receptor" de protones, como un ion hidróxido (OH-) para formar agua. El agua se considera neutra, con un pH de 7. Los ácidos tienen valores pH por debajo de 7, mientras que las bases rebasan ese valor. El ácido gástrico (HC1), por ejemplo, es el que posibilita la digestión. Sin embargo, su efecto corrosivo sobre las paredes del esófago puede ser neutralizado gracias a una base como el hidróxido de aluminio, causando una reacción en la que se producen moléculas de agua y cloruro de sal de aluminio. La bioquímica humana relacionada con enzimas funciona de manera ideal alrededor de un valor pH biológicamente neutro de alrededor de 7.4. Las diversas funciones que un organismo puede realizar según su complejidad celular determinan que la cantidad de agua varíe de un organismo a otro. Una célula de Escherichia coli contiene alrededor de un 70% de agua, un cuerpo humano entre un 60 y 70%, una planta puede reunir hasta un 90% de agua, y el porcentaje de agua de una medusa adulta oscila entre un 94 y un 98%. FORMAS DE VIDA ACUÁTICA. CIRCULACIÓN VEGETAL Las aguas están llenas de vida. Al parecer, las primeras formas de vida aparecieron en el agua, que en la actualidad no sólo es el hábitat de todas las especies de peces y también a algunos mamíferos y anfibios. El agua es también esencial para el kelp, el plancton y las algas, que son la base de la cadena trófica submarina, y provee por tanto no sólo el medio sino el sustento de toda la fauna marina. Los animales acuáticos deben obtener oxígeno para respirar, extrayéndolo del agua de diversas maneras. Los grandes mamíferos como las ballenas conservan la respiración pulmonar, tomando el aire fuera del agua y conteniendo la respiración al sumergirse. Los peces, sin embargo, utilizan las agallas para extraer el oxígeno del agua en vez de pulmones. Algunas especies como los dipnoos conservan ambos sistemas respiratorios. Otras especies marinas pueden absorber el oxígeno mediante respiración cutánea. El arrecife de coral se ha calificado en ocasiones como "el animal vivo más grande del mundo", y con sus más de 2.600 km de extensión es posible verlo desde el espacio.
- 16. La circulación vegetal de plantas terrestres también se efectúa gracias a determinadas propiedades del agua, que hace posible la obtención de energía a partir de la luz solar. EFECTOS SOBRE LA CIVILIZACIÓN HUMANA La historia muestra que las civilizaciones primitivas florecieron en zonas favorables a la agricultura, como las cuencas de los ríos. Es el caso de Mesopotamia, considerada la cuna de la civilización humana, surgida en el fértil valle del Éufrates y el Tigris; y también el de Egipto, una espléndida civilización que dependía por completo del Nilo y sus periódicas crecidas. Muchas otras grandes ciudades, como Rotterdam, Londres, Montreal, París, Nueva York, Buenos Aires, Shanghái, Tokio, Chicago o Hong Kong deben su riqueza a la conexión con alguna gran vía de agua que favoreció su crecimiento y su prosperidad. Las islas que contaban con un puerto natural seguro — como Singapur— florecieron por la misma razón. Del mismo modo, áreas en las que el agua es muy escasa, como el norte de África o el Oriente Medio, han tenido históricamente dificultades de desarrollo. AGUA PARA BEBER: NECESIDAD DEL CUERPO HUMANO El cuerpo humano está compuesto de entre un 55% y un 78% de agua, dependiendo de sus medidas y complexión. Para evitar desórdenes, el cuerpo necesita alrededor de siete litros diarios de agua; la cantidad exacta variará en función del nivel de actividad, la temperatura, la humedad y otros factores. La mayor parte de esta agua se absorbe con la comida o bebidas —no estrictamente agua—. No se ha determinado la cantidad exacta de agua que debe tomar un individuo sano, aunque una mayoría de expertos considera que unos 6-7 vasos de agua diarios (aproximadamente dos litros) es el mínimo necesario para mantener una adecuada hidratación. La literatura médica defiende un menor consumo, típicamente un litro de agua diario para un individuo varón adulto, excluyendo otros requerimientos posibles debidos a la pérdida de líquidos causada por altas temperaturas o ejercicio físico. Una persona con los riñones en buen estado tendrá dificultades para beber demasiado agua, pero especialmente en climas cálidos y húmedos, o durante el ejercicio beber poco también puede ser peligroso. El
- 17. cuerpo humano es capaz de beber mucha más agua de la que necesita cuando se ejercita, llegando incluso a ponerse en peligro por hiperhidratación, o intoxicación de agua. El hecho comúnmente aceptado de que un individuo adulto debe consumir ocho vasos diarios de agua no tiene ningún fundamento científico. Hay otros mitos sobre la relación entre agua y salud que poco a poco van siendo olvidades. Una recomendación sobre consumo de agua de la Plataforma de Alimentación y Nutrición señalaba: Una cantidad ordinaria para distintas personas es de un 1 mililitro de agua por cada caloría de comida. La mayor parte de esta cantidad ya está contenida en los alimentos preparados" FNB, Consejo Nacional de Investigación de los Estados Unidos, 1945 La última referencia ofrecida por este mismo organismo habla de 2.7 litros de agua diarios para una mujer y 3.7 litros para un hombre, incluyendo el consumo de agua a través de los alimentos. Naturalmente, durante el embarazo y la lactancia la mujer debe consumir más agua para mantenerse hidratada. Según el Instituto de Medicina que recomienda una media de 2.2 litros/día para una mujer, y 3.0 litros/día para un varón una mujer embarazada debe consumir 2.4 litros, y hasta 3 litros durante la lactancia, considerada la gran cantidad de líquido que se pierde durante la cría.[45] También se señala que normalmente, alrededor de un 20% del agua se absorbe con la comida, mientras el resto se adquiere mediante el consumo de agua y otras bebidas. El agua se expulsa del cuerpo de muy diversas formas: a través de la orina, las heces, en forma de sudor, o en forma de vapor de agua, por exhalación del aliento. Una persona enferma, o expuesta directamente a fuentes de calor, perderá mucho más líquido, por lo que sus necesidades de consumo también aumentarán. DESINFECCIÓN DEL AGUA POTABLE El agua de boca es uno de los principales transmisores de microorganismos causantes de enfermedades, principalmente bacterias, virus y protozoos intestinales. Las grandes epidemias de la humanidad han prosperado por la contaminación del agua de
- 18. boca. Por referencias se conoce que se recomendaba hervir el agua desde quinientos años antes de nuestra era. Actualmente en los países desarrollados están prácticamente controlados los problemas que planteaban las aguas contaminadas. Los procesos de filtración y desinfección mediante cloro a los que se somete al agua antes del consumo humano se han impuesto en el siglo XX y se estima que son los causantes del 50% de aumento de la expectativa de vida de los países desarrollados en el siglo pasado. La cloración y filtración del agua fue considerada por la revista Life probablemente el más importante progreso de salud pública del milenio. El cloro es el material más usado como desinfectante del agua. La hipótesis más aceptada de cómo actúa y destruye el cloro estos microorganismos patógenos es que produce alteraciones físicas, químicas y bioquímicas en la membrana o pared protectora de las células ocasionando el fin de sus funciones vitales. El cloro puede resultar irritante para las mucosas y la piel por ello su utilización está estrictamente vigilada. La proporción usada varía entre 1ppm cuando se trata de purificar el agua para su consumo, y entre 1-2 ppm para la preparación de agua de baño. La aplicación inadecuada de componentes químicos en el agua puede resultar peligrosa. La aplicación de cloro como desinfectante comenzó en 1912 en los Estados Unidos. Al año siguiente Wallace y Tiernan diseñaron unos equipos que podían medir el cloro gas y formar una solución concentrada que se añadía al agua a tratar. Desde entonces la técnica de cloración ha seguido progresando. Además de su capacidad destructora de gérmenes, su capacidad oxidante es muy grande y su acción también es muy beneficiosa en la eliminación del hierro, manganeso, sulfhídricos, sulfuros y otras sustancias reductoras del agua. Muchos países en sus normativas establecen desinfecciones mediante cloro y exigen el mantenimiento de una determinada concentración residual de desinfectante en sus redes de tuberías de distribución de agua. A veces se emplea cloraminas como desinfectante secundario para mantener durante más tiempo una determinada concentración de cloro en el sistema de abastecimiento de agua potable. DIFICULTADES EN EL MUNDO PARA ACCEDER AL AGUA POTABLE
- 19. El agua adecuada para el consumo humano se llama agua potable. Como se ha explicado el agua que no reúne las condiciones adecuadas para su consumo puede ser potabilizada mediante filtración o mediante otros procesos fisicoquímicos. La población mundial ha pasado de 2.630 millones en 1950 a 6.671 millones en 2008. En este periodo (de 1950 a 2010) la población urbana ha pasado de 733 millones a 3.505 millones. Es en los asentamientos humanos donde se concentra el uso del agua no agrícola y donde se contraen la mayoría de las enfermedades relacionadas con el agua. Ante la dificultad de disponer de agua potable para consumo humano en muchos lugares del planeta, se ha consolidado un concepto intermedio, el agua segura como el agua que no contiene bacterias peligrosas, metales tóxicos disueltos, o productos químicos dañinos a la salud, y es por lo tanto considerada segura para beber, por tanto se emplea cuando el suministro de agua potable está comprometido. Es un agua que no resulta perjudicial para el ser humano, aunque no reúna las condiciones ideales para su consumo. Por diversos motivos, la disponibilidad del agua resulta problemática en buena parte del mundo, y por ello se ha convertido en una de las principales preocupaciones de gobiernos en todo el mundo. Actualmente, se estima que alrededor de mil millones de personas tienen un deficiente acceso al agua potable. Esta situación se agrava por el consumo de aguas en malas condiciones, que favorece la proliferación de enfermedades y brotes epidémicos. Muchos de los países reunidos en Evian en la XXIXª conferencia del G-8 se marcaron 2015 como fecha límite para conseguir el acceso universal a agua en mejores condiciones en todo el mundo. Incluso si se lograse este difícil objetivo, se calcula que aún quedaría alrededor de 500 millones sin acceso al agua potable, y más de mil millones carecerían de un adecuado sistema de saneamiento. La mala calidad el agua y el saneamiento irregular afectan gravemente el estado sanitario de la población: sólo el consumo de agua contaminada causa 5.000.000 de muertes al año, según informes de las Naciones Unidas, que declararon 2005-2015 la "Década de la acción". La OMS estima que la adopción de políticas de agua segura podría evitar la muerte de 1.400.000 niños al año, víctimas de diarrea. 50 países que reúnen a casi un tercio de la población mundial carecen de un adecuado suministro de agua, y 17 de ellos extraen
- 20. anualmente más agua de sus acuíferos de la que puede renovarse naturalmente. La contaminación, por otra parte, no sólo contamina el agua de ríos y mares, sino los recursos hídricos subterráneos que sirven de abastecimiento del consumo humano. EL USO DOMÉSTICO DEL AGUA Además de precisar los seres humanos el agua para su existencia precisan del agua para su propio aseo y la limpieza. Se ha estimado que los humanos consumen «directamente o indirectamente» alrededor de un 54% del agua dulce superficial disponible en el mundo. Este porcentaje se desglosa en: Un 20%, utilizado para mantener la fauna y la flora, para el transporte de bienes (barcos) y para la pesca, y el 34% restante, utilizado de la siguiente manera: El 70% en irrigación, un 20% en la industria y un 10% en las ciudades y los hogares. El consumo humano representa un porcentaje reducido del volumen de agua consumido a diario en el mundo. Se estima que un habitante de un país desarrollado consume alrededor de 5 litros diarios en forma de alimentos y bebidas. Estas cifras se elevan dramáticamente si consideramos el consumo industrial doméstico. Un cálculon aproximado de consumo de agua por persona/día en un país desarrollado, considerando el consumo industrial doméstico arroja los siguientes datos: Consumo aproximado de agua por persona/día Actividad Consumo de agua Lavar la ropa 60-100 litros Limpiar la casa 15-40 litros Limpiar la vajilla a máquina 18-50 litros Limpiar la vajilla a mano 100 litros Cocinar 6-8 litros Darse una ducha 35-70 litros Bañarse 200 litros Lavarse los dientes 30 litros
- 21. Lavarse los dientes (cerrando el grifo) 1,5 litros Lavarse las manos 1,5 litros Afeitarse 40-75 litros Afeitarse (cerrando el grifo) 3 litros Lavar el coche con manguera 500 litros Descargar la cisterna 10-15 litros Media descarga de cisterna 6 litros Regar un jardín pequeño 75 litros Riego de plantas domésticas 15 litros Beber 1,5 litros Estos hábitos de consumo señalados y el aumento de la población en el último siglo ha causando a la vez un aumento en el consumo del agua. Ello ha provocado que las autoridades realicen campañas por el buen uso del agua. Actualmente, la concienciación es una tarea de enorme importancia para garantizar el futuro del agua en el planeta, y como tal es objeto de constantes actividades tanto a nivel nacional como municipal. Por otra parte, las enormes diferencias entre el consumo diario por persona en países desarrollados y países en vías de desarrollo señalan que el modelo hídrico actual no es sólo ecológicamente inviable: también lo es desde el punto de vista humanitario, por lo que numerosas ONGs se esfuerzan por incluir el derecho al agua entre los Derechos humanos. Durante el V Foro Mundial del agua, convocado el 16 de marzo de 2009 en Estambul (Turquía), Loic Fauchon (Presidente del Consejo Mundial del Agua) subrayó la importancia de la regulación del consumo en estos términos: "La época del agua fácil ya terminó...desde hace 50 años las políticas del agua en todo el mundo consistieron en aportar siempre más agua. Tenemos que entrar en políticas de regulación de la demanda" EL AGUA EN LA AGRICULTURA
- 22. 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. También el uso de nitratos y pesticidas en las labores agrícolas suponen la principal contaminación difusa de las masas de agua tanto superficial como subterránea. La más significativa es la contaminación por nitratos que produce la eutrofización de las aguas. En España el consumo anual de fertilizantes se estima en 1.076.000 toneladas de nitrógeno, 576.000 toneladas de fósforo y 444.000 toneladas de potasio. La mayor parte de los abonos son absorbidos por los cultivos, el resto es un potencial contaminante de las aguas. EL USO DEL AGUA EN LA INDUSTRIA La industria precisa el agua para múltiples aplicaciones, para calentar y para enfriar, para producir vapor de agua o como disolvente, como materia prima o para
- 23. limpiar. La mayor parte, después de su uso, se elimina devolviéndola nuevamente a la naturaleza. Estos vertidos, a veces se tratan, pero otras el agua residual industrial vuelve al ciclo del agua sin tratarla adecuadamente. La calidad del agua de muchos ríos del mundo se está deteriorando y está afectando negativamente al medio ambiente acuático por los vertidos industriales de metales pesados, sustancias químicas o materia orgánica. También se puede producir una contaminación indirecta: residuos sólidos pueden llevar agua contaminada u otros líquidos, el lixiviado, que se acaban filtrando al terreno y contaminando acuíferos si los residuos no se aíslan adecuadamente. Los mayores consumidores de agua para la industria en el año 2000 fueron: EE.UU. 220,7 km³; China 162 km³; Federación Rusa 48,7 km³; India 35,2 km³; Alemania 32 km³; Canadá 31,6 km³ y Francia 29,8 km³. En los países de habla hispana, España 6,6 km³; México 4,3 km³; Chile 3,2 km³ y Argentina 2,8 km³. En algunos países desarrollados y sobre todo en Asia Oriental y en el África subsahariana, el consumo industrial de agua puede superar ampliamente al doméstico. El agua es utilizada para la generación de energía eléctrica. La hidroelectricidad es la que se obtiene a través de la energía hidráulica. La energía hidroeléctrica se produce cuando el agua embalsada previamente en una presa cae por gravedad en una central hidroeléctrica, haciendo girar en dicho proceso una turbina engranada a un alternador de energía eléctrica. Este tipo de energía es de bajo coste, no produce contaminación, y es renovable. El agua es fundamental para varios procesos industriales y maquinarias, como la turbina de vapor, el intercambiador de calor, y también su uso como disolvente químico. El vertido de aguas residuales procedentes de procesos industriales causan varios tipos de contaminación como: la contaminación hídrica causada por descargas de solutos y la contaminación térmica causada por la descarga del refrigerante. Otra de las aplicaciones industriales es el agua presurizada, la cual se emplea en equipos de hidrodemolición, en máquinas de corte con chorro de agua, y también se utiliza en pistolas de agua con alta presión para cortar de forma eficaz y precisa varios materiales como acero, hormigón, hormigón armado, cerámica, etc. El agua a presión
- 24. también se usa para evitar el recalentamiento de maquinaria como las sierras eléctricas o entre elementos sometidos a un intenso rozamiento. EL AGUA COMO TRANSMISOR DE CALOR El agua y el vapor son usados como transmisores de calor en diversos sistemas de intercambio de calor, debido a su disponibilidad, por su elevada capacidad calorífica, y también por su facultad de enfriar y calentar. El vapor condensado es un calentador eficiente debido a su elevado calor de vaporización. Una desventaja del agua y el vapor es que en cierta manera son corrosivos. En la mayoría de centrales eléctricas, el agua es utilizada como refrigerante, la cual posteriormente se evapora y en las turbinas de vapor se genera energía mecánica, permitiendo el funcionamiento de los generadores que producen electricidad. En la industria nuclear, el agua puede ser usada como moderador nuclear. En un reactor de agua a presión, el agua actúa como refrigerante y moderador. Esto aumenta la eficacia del sistema de seguridad pasivo de la central nuclear, ya que el agua ralentiza la reacción nuclear, manteniendo la reacción en cadena. PROCESAMIENTO DE ALIMENTOS El agua desempeña un papel crucial en la tecnología de alimentos. El agua es básica en el procesamiento de alimentos y las características de ella influyen en la calidad de los alimentos. Los solutos que se encuentran en el agua, tales como las sales y los azucares, afectan las propiedades físicas del agua y también alteran el punto de ebullición y de congelación del agua. Un mol de sacarosa (azúcar) aumenta el punto de ebullición del agua a 0.52 °C, y un mol de cloruro de sodio aumenta el punto de ebullición a 1.04 °C a la vez que disminuye del mismo modo el punto de congelamiento del agua.[75] Los solutos del agua también afectan la actividad de esta, y a su vez afectan muchas reacciones químicas y el crecimiento de microorganismos en los alimentos.[76] Se denomina actividad del agua a la relación que existe entre la presión de vapor de la solución y la presión de vapor de agua pura.[75] Los solutos en el agua disminuyen la
- 25. actividad acuosa, y es importante conocer esta información debido a que la mayoría del crecimiento bacteriano cesa cuando existen niveles bajos de actividad acuosa.[76] El crecimiento de microbios no es el único factor que afecta la seguridad de los alimentos, también existen otros factores como son la preservación y el tiempo de expiración de los alimentos. Otro factor crítico en el procesamiento de alimentos es la dureza del agua, ya que esta puede afectar drásticamente la calidad de un producto a la vez que ejerce un papel en las condiciones de salubridad. La dureza del agua mide la concentración de compuestos minerales que hay en una determinada cantidad de agua, especialmente carbonato de calcio y magnesio.[75] La dureza del agua se clasifica en: Agua blanda, 17 mg/l Moderadamente dura, 120 mg/l Agua dura, 180 mg/l La dureza del agua puede ser alterada o tratada mediante el uso de un sistema químico de intercambio iónico. El nivel de pH del agua se ve alterado por su dureza, jugando un papel crítico en el procesamiento de alimentos. Por ejemplo, el agua dura impide la producción eficaz de bebidas cristalinas. La dureza del agua también afecta la salubridad; de hecho, cuando la dureza aumenta, el agua pierde su efectividad desinfectante. Algunos métodos populares utilizados en la cocción de alimentos son: la ebullición, la cocción al vapor, y hervir a fuego lento. Estos procedimientos culinarios requieren la inmersión de los alimentos en el agua cuando esta se encuentra en su estado líquido o de vapor. OTROS USOS El agua posee un elevado calor latente de vaporización y es relativamente inerte, convirtiéndole en un fluido eficaz para apagar incendios. El calor del fuego es absorbido por el agua para luego evaporarse, extinguiendo por enfriamiento. Sin embargo, el agua no debe ser utilizada para apagar el fuego de equipos eléctricos, debido a que el agua impura es un buen conductor de electricidad. Asimismo, no debe ser empleada para
- 26. extinguir combustibles líquidos o solventes orgánicos puesto que flotan en el agua y la ebullición explosiva del agua tiende a extender el fuego. Cuando se utiliza el agua para apagar incendios se debe considerar el riesgo de una explosión de vapor, ya que puede ocurrir cuando se la utiliza en espacios reducidos y en fuegos sobrecalentados. También se debe tomar en cuenta el peligro de una explosión de hidrógeno, que ocurre cuando ciertas sustancias, como metales o el grafito caliente, se descomponen en el agua produciendo hidrógeno. El accidente de Chernóbil es un claro ejemplo de la potencia de este tipo de explosiones, aunque en este caso el agua no provino de los esfuerzos por combatir el fuego sino del propio sistema de enfriamiento del reactor, ocasionando una explosión de vapor causada por el sobrecalentamiento del núcleo del reactor. También existe la posibilidad de que pudo haber ocurrido una explosión de hidrógeno causada por la reacción química entre el vapor y el circonio caliente. LA DEPURACIÓN DEL AGUA PARA BEBER El agua destinada al consumo humano es la que sirve para beber, cocinar, preparar alimentos u otros usos domésticos. Cada país regula por ley la calidad del agua destinada al consumo humano. La ley europea protege la salud de las personas de los efectos adversos derivados de cualquier tipo de contaminación de las aguas destinadas al consumo humano garantizando su salubridad y limpieza y por ello no puede contener ningún tipo de microorganismo, parásito o sustancia, en una cantidad o concentración que pueda suponer un peligro para la salud humana. Así debe estar totalmente exenta de las bacterias Escherichia coli y Enterococcus, limita por litro de agua tener menos de 50 miligramos de nitratos, menos de 2 miligramos de cobre y otras sustancias químicas. Habitualmente el agua potable es captada de manantiales, o extraída del suelo mediante túneles artificiales o pozos de un acuífero. Otras fuentes de agua son el agua lluvia, los ríos y los lagos. No obstante, el agua debe ser tratada para el consumo humano, y puede ser necesaria la extracción de sustancias disueltas, de sustancias sin disolver y de microorganismos perjudiciales para la salud. Existen diferentes tecnologías para potabilizar el agua. Habitualmente incluyen diversos procesos donde
- 27. toda el agua que se trata puede pasar por tratamientos de filtración, coagulación, floculación o decantación. Uno de los métodos populares es a través de la filtración del agua con arena, en donde únicamente se eliminan las sustancias sin disolver. Por otro lado mediante la cloración se logra eliminar microbios peligrosos. Existen técnicas más avanzadas de purificación del agua como la ósmosis inversa. También existe el método de desalinización, un proceso por el cual se retira la sal del agua de mar; sin embargo, es costoso por el elevado gasto de energía eléctrica y suele emplearse con más frecuencia en las zonas costeras con clima árido. La distribución del agua potable se realiza a través de la red de abastecimiento de agua potable por tuberías subterráneas o mediante el agua embotellada. En algunas ciudades donde escasea, como Hong Kong, el agua de mar es usada ampliamente en los inodoros con el propósito de conservar el agua potable. LA DEPURACIÓN DEL AGUA RESIDUAL El tratamiento de aguas residuales se emplea en los residuos urbanos generados en la actividad humana y en los residuos provenientes de la industria. El agua residual, también llamada negra o fecal, es la que usada por el hombre ha quedado contaminada. Lleva en suspensión una combinación de heces fecales y orina, de las aguas procedentes del lavado con detergentes del cuerpo humano, de su vestimenta y de la limpieza, de desperdicios de cocina y domésticos, etc. También recibe ese nombre los residuos generados en la industria. En la depuración se realizan una serie de tratamientos en cadena. El primero denominado pretratamiento separa los sólidos gruesos mediante rejas, desarenadores o separadores de grasas. Después un tratamiento denominado primario separa mediante una sedimentación física los sólidos orgánicos e inorgánicos sedimentables. El agua también desempeña un papel importante en la literatura como símbolo de purificación. Algunos ejemplos incluyen a un río como el eje central donde se desarrollan las principales acciones, como es el caso de la novela Mientras agonizo de William Faulkner y el ahogamiento de Ofelia en Hamlet.