razones para tomar 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.
El término agua, generalmente, se refiere a la sustancia en su estado líquido,
pero la misma puede hallarse en su forma sólida
llamada hielo,
y en forma gaseosa
denominada vapor. El agua cubre el 71% de la superficie de
la corteza terrestre. Se localiza principalmente en los océanos
donde se concentra el 96,5% del agua total, los glaciares
y casquetes polares poseen el 1,74%, los depósitos subterráneos (acuíferos), los permafrost
y los glaciares continentales suponen el 1,72% y el restante 0,04% se reparte
en orden decreciente entre lagos, humedad del suelo, atmósfera, embalses, ríos
y seres vivos. El agua es un
elemento común del sistema solar, hecho confirmado en
descubrimientos recientes.
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 km al año. En tierra firme, la evaporación y
transpiración contribuyen con 74.000 km anuales al causar precipitaciones de
119.000 km cada año.
Se estima que
aproximadamente el 70% del agua dulce es usada para agricultura.
El agua en la industria absorbe
una media del 20% del consumo mundial, empleándose en tareas de refrigeración,
transporte
y como disolvente de una gran variedad de sustancias químicas. El consumo
doméstico absorbe el 10% restante.
El agua es
esencial para la mayoría de las formas de vida, incluida la humana. Sin embargo estudios de la FAO, estiman que uno de
cada cinco países en vías de desarrollo tendrá problemas de escasez de agua
antes de 2030; en esos países es vital un menor gasto de agua en la agricultura
modernizando los sistemas de riego
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 posición
en el ciclo del agua:
Precipitación
según desplazamiento
|
Precipitación
según estado
|
||
|
|
- Partículas
de agua en la atmósfera
- 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
- 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
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.
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
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.
- 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. Su temperatura
crítica es de 373,85 °C (647,14 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 hidrófobas.
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 (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 °C 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 quema 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, 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".
El agua en el Universo
Contrario a la
creencia popular, el agua es un elemento bastante común en nuestro sistema solar,
es más, en el universo;
principalmente en forma de hielo y, poco menos, de vapor.
Constituye una gran parte del material que compone los cometas y
recientemente se han encontrado importantes yacimientos de hielo en la luna. Algunos satélites como Europa y Encélado poseen posiblemente agua líquida bajo
su gruesa capa de hielo. Esto permite a estas lunas tener una especie de
tectónica de placas donde el agua líquida
cumple el rol del magma
en la tierra, mientras que el hielo sería el equivalente a la corteza
terrestre.
La mayoría del
agua que existe en el universo puede haber surgido como derivado de la
formación de estrellas
que posteriormente expulsaron el vapor de agua al explotar.
El nacimiento de las estrellas suele causar un fuerte flujo de gases y polvo cósmico.
Cuando este material colisiona con el gas de las zonas exteriores, las ondas de
choque producidas comprimen y calientan el gas. Se piensa que el agua es
producida en este gas cálido y denso. Se ha detectado agua en nubes
interestelares dentro de nuestra galaxia, la Vía Láctea.
En julio de
2011, la revista Astrophysical Journal Letters, publicó
el hallazgo, en una nube de vapor de agua que rodea el cuásar
APM
08279+5255 de lo que hasta el momento se configura como la mayor
reserva de agua en el Universo. El descubrimiento se debe a un grupo de astronomos
del Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA y del California Institute of Technology
(CALTECH).
Se ha detectado
vapor de agua en:
- Mercurio - Un 3,4% de su atmósfera
contiene agua, y grandes cantidades en la exosfera.
- Venus
- 0,002% en la atmósfera
- Tierra
- cantidades reducidas en la atmósfera (sujeto a variaciones climáticas)
- Marte
- 0,03% en la atmósfera
- Júpiter - 0,0004% en la atmósfera
- Saturno - sólo en forma de indlandsis
- Encélado (luna de Saturno) - 91% de
su atmósfera
- Exoplanetas
conocidos, como el HD 189733 b y HD
209458 b.
El agua en su estado
líquido está presente en:
- Tierra -
71% de su superficie
- Luna
- en 2008 se encontraron pequeñas cantidades de agua en el interior de
perlas volcánicas traídas a la Tierra por la expedición del Apolo 15,
de 1971.
- Encélado
(luna de Saturno) y en Europa (luna de Júpiter) existen
indicios de que el agua podría existir en estado líquido.
Se ha detectado
hielo
en:
- Tierra,
sobre todo en los casquetes polares.
- Marte,
en los casquetes polares, aunque están compuestos principalmente de hielo
seco.
- Titán
- Europa
- Encélado
- En cometas y objetos de procedencia
meteórica, llegados por ejemplo desde el Cinturón de Kuiper o la Nube de
Oort.
- Podría
aparecer en estado de hielo en la Luna,
Ceres y Tetis.
- Es
probable que el agua forme parte de la estructura interna de planetas como
Urano y Neptuno.
El agua y la zona habitable
La existencia
de agua en estado líquido —en menor medida en sus formas de hielo o vapor—
sobre la Tierra es vital para la existencia de la vida
tal como la conocemos. La Tierra está situada en un área
del sistema solar que reúne condiciones muy específicas, pero si estuviésemos
un poco más cerca del Sol
—un 5%, o sea 8 millones de kilómetros— ya bastaría para dificultar enormemente
la existencia de los tres estados de agua conocidos. La masa de la Tierra
genera una fuerza de gravedad que impide que los gases de la atmósfera
se dispersen. El vapor de agua y el dióxido de carbono se combinan, causando lo que
ha dado en llamarse el efecto invernadero. Aunque se suele atribuir a
este término connotaciones negativas, el efecto invernadero es el que mantiene
la estabilidad de las temperaturas, actuando como una capa protectora de la
vida en el planeta. Si la Tierra fuese más pequeña, la menor gravedad ejercida
sobre la atmósfera haría que ésta fuese más delgada, lo que redundaría en
temperaturas extremas, evitando la acumulación de agua excepto en los casquetes
polares (tal como ocurre en Marte). Algunos teóricos han sugerido que la misma
vida, actuando como un macroorganismo, mantiene las condiciones que permiten su
existencia. La temperatura superficial de la tierra ha estado en relativamente
constante variación a través de las eras
geológicas, a pesar de los cambiantes niveles de radiación
solar. Este hecho ha motivado que algunos investigadores crean que el planeta
está termorregulado mediante la combinación de gases del efecto invernadero y
el albedo
atmosférico y superficial. Esta hipótesis, conocida como la teoría de Gaia, no es sin embargo la posición
más adoptada entre la comunidad científica. El estado del agua también depende
de la gravedad de un planeta. Si un planeta es lo bastante grande, el agua que
exista sobre él permanecería en estado sólido incluso a altas temperaturas,
dada la elevada presión causada por la gravedad.
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.
Durante la
formación de la Tierra,
la energía liberada por el choque de los planetesimales,
y su posterior contracción por efecto del incremento de la fuerza gravitatoria,
provocó el calentamiento y fusión de los materiales del joven planeta. Este
proceso de acreción
y diferenciación hizo que los diferentes elementos químicos se reestructurasen
en función de su densidad. El resultado fue la desgasificación del magma y la liberación de
una enorme cantidad de elementos volátiles a las zonas más externas del planeta,
que originaron la protoatmósfera terrestre. Los elementos más ligeros, como el
hidrógeno molecular, escaparon de regreso al espacio exterior. Sin embargo,
otros gases más pesados fueron retenidos por la atracción gravitatoria. Entre
ellos se encontraba el vapor de agua. Cuando la temperatura terrestre disminuyó
lo suficiente, el vapor de agua que es un gas menos volátil que el CO2 o el N2
comenzó a condensarse. De este modo, las cuencas comenzaron a llenarse con un
agua ácida y caliente (entre 30 °C y 60 °C). Esta agua ácida era un eficaz disolvente que
comenzó a arrancar iones solubles de las rocas de la superficie, y poco a poco
comenzó a aumentar su salinidad. El volumen del agua liberada a la atmósfera
por este proceso y que precipitó a la superficie fue aproximadamente de 1,37 x
109 km³, si bien hay científicos que sostienen que parte del agua
del planeta proviene del choque de cometas contra la prototierra en las fases
finales del proceso de acreción. En este sentido hay cálculos que parecen
indicar que si únicamente el 10% de los cuerpos que chocaron contra la Tierra durante
el proceso de acreción final hubiesen sido cometas, toda el agua planetaria
podría ser de origen cometario, aunque estas ideas son especulativas y objeto
de debate entre los especialistas.
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:
Distribución del agua en la Tierra
|
|||||
Situación del
agua
|
Volumen en km³
|
Porcentaje
|
|||
Agua dulce
|
Agua salada
|
de agua dulce
|
de agua total
|
||
Océanos y
mares
|
-
|
1.338.000.000
|
-
|
96,5
|
|
Casquetes y
glaciares polares
|
24.064.000
|
-
|
68,7
|
1,74
|
|
Agua
subterránea salada
|
-
|
12.870.000
|
-
|
0,94
|
|
Agua
subterránea dulce
|
10.530.000
|
-
|
30,1
|
0,76
|
|
Glaciares
continentales y Permafrost
|
300.000
|
-
|
0,86
|
0,022
|
|
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.
Ciclo de 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
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
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.
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 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.
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.
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.
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 (HCl), 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%.
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.
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.
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 Róterdam,
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.
La Asamblea
General de Naciones Unidas, aprobó el 28 de julio de 2010,
en su sexagésimo cuarto período de sesiones, una resolución que reconoce al
agua potable y al saneamiento básico como derecho
humano esencial para el pleno disfrute de la vida y de todos los
derechos humanos.
La resolución
fue adoptada a iniciativa de Bolivia, tras 15 años de debates, con el voto favorable de 122
países y 44 abstenciones. La Asamblea de Naciones Unidas se mostró
“profundamente preocupada porque aproximadamente 884 millones de personas
carecen de acceso al agua potable y más de 2.600 millones de personas no tienen
acceso al saneamiento básico, y alarmada porque cada año fallecen
aproximadamente 1,5 millones de niños menores de 5 años y se pierden 443 millones
de días lectivos a consecuencia de enfermedades relacionadas con el agua y el
saneamiento”. La adopción de esta resolución estuvo precedida de una activa
campaña liderada por el presidente del Estado Plurinacional de Bolivia, Evo Morales
Ayma
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 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.
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. 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..
Por referencias
se conoce que se recomendaba hervir el agua desde quinientos años antes de
nuestra era.
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.
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 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.
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
cálculo 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
|
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"
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.
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.
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 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 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.
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 azúcares, 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. 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. 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. Los solutos en el agua disminuyen la actividad
acuosa, y es importante conocer esta información debido a que la mayoría del
crecimiento bacteriano cesa cuando existen niveles bajos de actividad acuosa.
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. La dureza del agua se clasifica en:
- Agua
blanda,
- Moderadamente
dura,
- Agua
dura,
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.
Las reacciones
orgánicas generalmente se tiemplan con agua o con una solución acuosa que
puede estar compuesta por ácido, por una base
o por un tampón químico. El agua es generalmente eficaz
para eliminar sales inorgánicas. En las reacciones
inorgánicas el agua es un solvente común, debido a que no disuelve los reactivos
en su totalidad, también es anfótera (puede reaccionar en su estado ácido y base) y nucleófila.
Sin embargo, estas propiedades a veces son deseadas. También se ha observado
que el agua causa una aceleración en la reacción de Diels-Alder. Los fluidos supercríticos están siendo investigados
en la actualidad, ya que el agua supercrítica (saturada en oxígeno) hace
combustión en los contaminantes de manera eficiente.
En términos
químicos, el agua es un solvente eficaz porque permite disolver iones y moléculas
polares. La inmensa mayoría de las sustancias pueden ser disueltas
en agua. Cuando el agua es empleada como solvente se obtiene una disolución acuosa; por lo tanto, a la sustancia
disuelta se la denomina soluto y al medio que la dispersa se lo llama disolvente.
En el proceso de disolución, las moléculas del agua se agrupan alrededor de los
iones o moléculas de la sustancia para mantenerlas alejadas o dispersadas.
Cuando un compuesto iónico se disuelve en agua, los
extremos positivos (hidrógeno) de la molécula del agua son atraídos por los aniones
que contienen iones con carga negativa, mientras que los extremos negativos (oxígeno)
de la molécula son atraídos por los cationes
que contienen iones con carga positiva. Un ejemplo de disolución de un compuesto
iónico en agua es el cloruro de sodio (sal de mesa), y un ejemplo de disolución
de un compuesto
molecular en agua es el azúcar.
Las propiedades
del agua son esenciales para todos los seres vivientes, su capacidad como
solvente le convierte en un componente necesario de los fluidos vitales como el
citoplasma
de la sangre,
la savia
de las plantas,
entre otros. De hecho, el citoplasma está compuesto en un 90% de agua, las
células vivas tienen un 60 a 90% de agua, y las células inactivas de un 10% a
un 20%.
La solvatación
o la suspensión se emplean a diario para el
lavado tales como vestimenta, pisos, alimentos, mascotas, automóviles y el
cuerpo humano. Los residuos humanos también son conducidos por el agua a las
instalaciones de tratamiento de aguas residuales. El uso del agua como solvente
de limpieza consume una gran cantidad de agua en los países industrializados.
El agua
facilita el procesamiento biológico y químico de las aguas
residuales. El ambiente acuoso ayuda a descomponer los
contaminantes, debido a su capacidad de volverse una solución homogénea, que
puede ser tratada de manera flexible. Los microorganismos que viven en el agua
pueden acceder a los residuos disueltos y pueden alimentarse de ellos,
descomponiéndoles en sustancias menos contaminantes. Para ello los tratamientos
aeróbicos se utilizan de forma generalizada añadiendo oxígeno o aire a la
solución, incrementando la velocidad de descomposición y reduciendo la
reactividad de las sustancias nocivas que lo componen. Otros ejemplos de
sistemas biológicos para el tratamiento de las aguas residuales son los cañaverales y
los biodigestores anaeróbicos. Por lo general
en los tratamientos químicos y biológicos de los desperdicios, quedan residuos
sólidos del proceso de tratamiento. Dependiendo de su composición, el residuo
restante puede ser secado y utilizado como fertilizante si sus propiedades son
beneficiosas, o puede ser desechado en un vertedero o incinerado.
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 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.
Los humanos
utilizan el agua para varios propósitos recreativos, entre los cuales se
encuentran la ejercitación y la práctica de deportes. Algunos de estos deportes
incluyen la natación, el esquí acuático, la navegación, el surf y el salto. Existen además otros deportes que se
practican sobre una superficie de hielo como el hockey sobre hielo, y el patinaje
sobre hielo.
Las riberas de
los lagos, las playas, y los parques
acuáticos son lugares populares de relajación y diversión. Algunas
personas consideran que el sonido del flujo del agua tiene un efecto
tranquilizante. Otras personas tienen acuarios o estanques
con peces y vida marina por diversión, compañía, o para exhibirlos. Los humanos
también practican deportes de nieve como el esquí
o el snowboarding.
También se utiliza para juegos de pelea mediante el lanzamiento de bolas de nieve, globos de agua, e
inclusive con el uso de pistolas de agua. Otra de las aplicaciones del
agua es para decorar lugares públicos o privados con la construcción de fuentes o surtidores de agua.
El 7 de abril
de 1795, el gramo
fue definido en Francia
como "el peso absoluto de un volumen de agua pura igual a un cubo de la
centésima parte de un metro, a la temperatura de fusión del hielo".
Por motivos prácticos, se
popularizó una medida mil veces
mayor de referencia para los metales. El trabajo
encargado era por tanto calcular con precisión la masa de un litro de agua. A
pesar del hecho de que la propia definición de gramo especificaba los 0º C —un
punto de temperatura muy estable— los científicos prefirieron redefinir
el estándar y realizar sus mediciones en función de la densidad más estable,
es decir, alrededor de los 4 °C.
La escala de
temperaturas Kelvin
del SI se basa en el punto triple
del agua, definido exactamente como 273.16 K (0.01º C). La escala Kelvin es una
evolución más desarrollada de la Celsius,
que está definida tan sólo por el punto de ebullición (=100º C) y el punto de fusión
(=0º C) del agua. El agua natural se compone principalmente de isótopos
hidrógeno-1
y oxígeno-16,
pero hay también una pequeña cantidad de isótopos más pesados como hidrógeno-2
(deuterio).
La cantidad de óxidos de deuterio del agua pesada
es también muy reducida, pero afecta enormemente a las propiedades del agua. El
agua de ríos y lagos suele tener menos deuterio que el agua del mar. Por ello,
se definió un estándar de agua según su contenido en deuterio:
El VSMOV,
o Estándar de Viena Agua del Océano Promedio.
Los humanos
llevamos mucho tiempo depositando nuestros residuos y basuras en la atmósfera,
en la tierra y en el agua. Esta forma de actuar hace que los residuos no se
traten adecuadamente y causen contaminación. La contaminación del agua afecta a
las precipitaciones, a las aguas superficiales, a las subterráneas y como
consecuencia degrada los ecosistemas naturales.
El crecimiento
de la población y la expansión de sus actividades económicas están presionando
negativamente a los ecosistemas de las aguas costeras, los ríos, los lagos, los
humedales y los acuíferos. Ejemplos son la construcción a lo largo de la costa
de nuevos puertos y zonas urbanas, la alteración de los sistemas fluviales para
la navegación y para embalses de almacenamiento de agua, el drenaje de
humedales para aumentar la superficie agrícola, la sobreexplotación de los
fondos pesqueros, las múltiples fuentes de contaminación provenientes de la
agricultura, la industria, el turismo y las aguas residuales de los hogares. Un
dato significativo de esta presión es que mientras la población desde 1900 se
ha multiplicado por cuatro, la extracción de agua se ha multiplicado por seis.
La calidad de las masas naturales de agua se está reduciendo debido al aumento
de la contaminación y a los factores mencionados.
La Asamblea
General de la ONU estableció en el año
2000 ocho objetivos para el futuro (Objetivos de Desarrollo del Milenio). Entre
ellos estaba el que los países se esforzasen en invertir la tendencia de
pérdida de recursos medioambientales, pues se reconocía la necesidad de
preservar los ecosistemas, esenciales para mantener la biodiversidad y el
bienestar humano, pues de ellos depende la obtención de agua potable y
alimentos.
Para ello
además de políticas de desarrollo sostenible, se precisan sistemas de
depuración que mejoren la calidad de los vertidos generados por la actividad
humana. La depuración del agua es el conjunto de tratamientos de tipo físico,
químico o biológico que mejoran la calidad de las aguas o que eliminan o
reducen la contaminación. Hay dos tipos de tratamientos:
los que se aplican para obtener agua de calidad apta para el consumo humano y
los que reducen la contaminación del agua en los vertidos a la naturaleza
después de su uso.
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, y la presencia de
determinadas sustacias químicas no puede superar ciertos límites, como tener
menos de 50 miligramos de nitratos por litro de agua o menos de 2 miligramos de cobre y otras sustancias
químicas.
Habitualmente
el agua potable es captada de embalses, 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 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.
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.
La política
del agua es la política diseñada para asignar, distribuir y administrar los
recursos hídricos y el agua. La disponibilidad de agua potable per cápita
ha ido disminuyendo debido a varios factores como la contaminación, la
sobrepoblación, el riego
excesivo, el mal uso y el creciente ritmo de consumo. Por esta razón, el agua es un recurso
estratégico para el mundo y un importante factor en muchos conflictos
contemporáneos. Indudablemente,
la escasez de agua tiene un impacto en la salud y la biodiversidad.
Desde 1990, 1.6
mil millones de personas tienen acceso a una fuente de agua potable.[1]
Se ha calculado que la proporción de gente en los países desarrollados con
acceso a agua segura
ha mejorado del 30% en 19707
al 71% en 1990, y del 79% en el 2000 al 84% en el 2004. Se pronostica que esta
tendencia seguirá en la misma dirección los próximos años. Uno de los Objetivos de Desarrollo del Milenio
(ODM) de los países miembros de las Naciones Unidas es reducir al 50% la
proporción de personas sin acceso sostenible a fuentes de agua potable y se
estima que la meta será alcanzada en el 2015. La ONU pronostica que el gasto necesario para
cumplir dicho objetivo será de aproximadamente 50 a 102 mil millones de
dólares.
Según un
reporte de las Naciones Unidas del año 2006, «a nivel mundial
existe suficiente agua para todos», pero el acceso ha sido obstaculizado por la
corrupción y la mala administración.
En el Informe de la
Unesco sobre el Desarrollo de los Recursos Hídricos en el Mundo
(WWDR, 2003) de su Programa
Mundial de Evaluación de los Recursos Hídricos (WWAP) predice que en
los próximos veinte años la cantidad de agua disponible para todos disminuirá
al 30%; en efecto, el 40% de la población mundial tiene insuficiente agua
potable para la higiene básica. Más de 2.2 millones de personas murieron en el
año 2000 a consecuencia de enfermedades transmitidas por el agua (relacionadas
con el consumo de agua contaminada) o sequías.
En el 2004 la organización sin ánimo de lucro WaterAid, informó que cada 15 segundos un
niño muere a causa de enfermedades relacionadas con el agua que pueden ser
prevenidas y que usualmente
se deben a la falta de un sistema de tratamiento de aguas residuales.
Estas son
algunas de las organizaciones que respaldan la protección del agua: International
Water Association (IWA), WaterAid, Water 1st, y American
Water Resources Association. También existen varios convenios
internacionales relacionados con el agua como: la Convención de
las Naciones Unidas de Lucha contra la Desertificación (CNULD), el Convenio
Internacional para prevenir la contaminación por los Buques, la Convención de
las Naciones Unidas sobre el Derecho del mar, y el Convenio de Ramsar. El Día Mundial del Agua se celebra el 22 de marzo
y el Día Mundial del Océano se
celebra el 8 de junio.
El agua es
considerada como un elemento purificador en la mayoría de religiones. Algunas
de las doctrinas religiosas que incorporan el ritual de lavado o abluciones
son: el cristianismo,
el hinduismo,
el movimiento rastafari, el islam, el sintoísmo,
el taoísmo
y el judaísmo.
Uno de los sacramentos centrales del cristianismo es el bautismo
y el cual se realiza mediante la inmersión, aspersión
o afusión de una persona en el agua. Dicha
práctica también se ejecuta en otras religiones como el judaísmo donde es
denominada mikve
y en el sijismo
donde toma el nombre de Amrit Sanskar. Asimismo,
en muchas religiones incluyendo el judaísmo y el islam se realizan baños
rituales de purificación a los muertos en el agua. Según el islam, las cinco
oraciones al día (o salat)
deben llevarse a cabo después de haber lavado ciertas partes del cuerpo usando
agua limpia o abdesto;
sin embargo, en caso de que no hubiese agua limpia se realizan abluciones con
polvo o arena las cuales son denominadas tayammum. En el sintoísmo el agua es
empleada en casi todos los rituales para purificar una persona o un lugar, como
es el caso del ritual misogi. El agua es mencionada 442 veces en
la Nueva Versión Internacional de la Biblia y 363
veces en la Biblia del rey Jacobo: Pedro 2:3-5
establece, «Estos ignoran voluntariamente que en el tiempo antiguo fueron
hechos por la palabra de Dios los cielos y también la tierra, que proviene del
agua y por el agua subsiste».
Algunos cultos
emplean agua especialmente preparada para propósitos religiosos, como el agua bendita
de algunas denominaciones cristianas o el amrita en el
sijismo y el hinduismo. Muchas religiones también consideran que algunas
fuentes o cuerpos de agua son sagrados o por lo menos
favorecedores; y algunos ejemplos incluyen: la ciudad de Lourdes de acuerdo con el catolicismo, el río Jordán
(al menos simbólicamente) en algunas iglesias cristianas, el pozo de
Zamzam en el islam, y el río Ganges en el
hinduismo y otros cultos de la región. Muchos etnólogos, como Frazer, han subrayado el papel purificador del
agua.
Usualmente se
cree que el agua tiene poderes espirituales. En la mitología
celta, Sulis
es la diosa
de las aguas termales; en el hinduismo, el Ganges es personificado por una
diosa, y según los textos Vedas la diosa hindú Sárasuati
representa al río del mismo nombre. El agua es también en el vishnuísmo
uno de los cinco elementos básicos o mahābhūta, entre los que constan: el
fuego, la tierra, el espacio y el aire. Alternativamente, los dioses pueden ser
considerados patrones de fuentes, ríos o lagos. De hecho, en la mitología
griega y romana, Peneo era el dios río, uno de los tres mil ríos
o a veces incluido entre las tres mil Oceánidas.
En el islam el agua no es sólo la fuente de vida, pero cada vida está compuesta
de agua: «¿Y que sacamos del agua a todo ser viviente?».
En cuanto a la filosofía,
podemos encontrar a Tales de Mileto, uno de los siete sabios
griegos, que afirmó que el agua era la sustancia última, el Arjé,
del cosmos, de donde todo está conformado por el agua. Empédocles,
un filósofo de la antigua Grecia, sostenía la hipótesis de que el agua es uno
de los cuatro elementos clásicos junto al fuego, la tierra
y el aire, y era considerada la sustancia básica del
universo o ylem.
Según la teoría de los cuatro humores, el agua está
relacionada con la flema. En la filosofía
tradicional china el agua es uno de los cinco
elementos junto a la tierra, el fuego, la madera, y el metal.
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.
Wikipedia – La Enciclopedia Libre
La vida es agua, sin agua no hay vida. Constituye alrededor del 60% del peso corporal en los hombres y cerca del 50% en las mujeres.
Dado que el tejido graso o adiposo contiene muy poca cantidad de agua,
el porcentaje total de agua en el individuo obeso es inferior al que presenta el no obeso.
El agua ayuda a casi todas las funciones del cuerpo humano, pero que es lo que realmente hace el agua en nuestro cuerpo:
1) El cerebro es 75% agua, una deshidratación moderada puede causar dolor de cabeza y mareos.
2) Se necesita agua para exhalar.
3) Regula la temperatura del cuerpo.
4) Transporta nutrientes y oxígeno a todas las células en el cuerpo.
5) La sangre es 92% agua.
6) Humedece el oxígeno para respirar.
7) Protege y amortigua órganos vitales.
8) Ayuda a convertir los alimentos en energía.
9) Ayuda al cuerpo a absorber los nutrientes.
10) Deshace de los desperdicios.
11) Los huesos son 22% agua.
12) Los músculos son 75% agua.
13) Amortigua las articulaciones.
14) Es la parte más grande de nuestros sistemas sanguíneo y linfático, transportando alimento y oxígeno a las
células y desechando intrusos y desperdicios.
15) Limpia nuestros riñones de substancias tóxicas.
16) El agua balancea nuestros electrolitos, que nos ayudan a controlar la presión sanguínea.
17) El agua humedece nuestros ojos, boca y pasajes nasales.
18) El agua mantiene al cuerpo fresco cuando hace calor y aislado cuando hace frío.
19) El agua actúa como un amortiguador para los órganos del cuerpo.
20) Provee de los minerales que nuestro cuerpo necesita tales como manganeso, magnesio, cobalto y cobre.
21) Ayuda a mantener el volumen de sangre, el cual ayuda a mantener su energía.
22) Una apropiada hidratación mejora su concentración y tiempo de reacción, especialmente durante los
ejercicios.
23) Aumenta el número de calorías que quema durante las actividades diarias.
24) Diluye y dispersa las medicinas, permitiéndoles actuar más rápida y efectivamente.
25) Evita el malestar estomacal causado por medicinas concentradas.
El Agua ayuda a prevenir:
26) Resfriados
27) Cálculos en los riñones
28) Cáncer de mama
29) Cáncer de colon
30) Cáncer del tracto urinario
Al agua hace la piel:
31) Más tersa
32) Más pulida
33) Más suave
34) Más libre de arrugas
El agua ayuda durante el ejercicio a:
35) Darle más energía durante sus ejercicios.
36) Incrementar las calorías que quema durante sus ejercicios.
37) Ayuda a que su cuerpo reduzca los depósitos de grasa.
CUIDAR EL AGUA ES PREVENIR NUESTRA EXISTENCIA EN EL PLANETA
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