CLASES DE AGUA

Dependiendo de los elementos que se encuentren mezclados con el agua, y del lugar donde seencuentre en la naturaleza; se pueden definir varios tipos de ella y cada uno de éstos tiene unautilidad diferente para el ser humano; y en otros casos es necesario saber que tipo de agua setiene para realizar los procesos necesarios para volver el agua útil.

Algunos tipos importantes de agua que se encuentran son: agua potable, agua destilada, aguadesmineralizada, aguas marinas, aguas minerales, aguas fluviales, agua dulce.

Agua Cruda

Es normal llamarle agua cruda a toda aquella agua que se encuentra en la naturaleza sin importarsus características particulares, se toma como agua cruda entonces a las aguas que no se hansometido a ningún tipo de tratamiento, para que pueda ser utilizada en un fin específico.

Obviamente no es aconsejable utilizar el agua cruda para consumo humano sin antescaracterizarla y de ésta manera conocer si puede ser perjudicial o no para la salud, estudiandoadicionalmente el posible tratamiento al que sea necesario someterla, para acondicionarla.

Agua Potable

Una de los problemas más importantes de toda comunidad es el suministro adecuado encantidades y calidad del agua potable, esto es, agua destinada a la bebida que no contenga nadanocivo para la salud. El agua potable debe estar libre de impurezas en suspensión principalmentede naturaleza orgánica, y de bacterias patógenas, ya que es común que muchas enfermedadessean transmitidas por el consumo del agua contaminada.

Entonces es responsabilidad de las entidades y de los profesionales entregar a la comunidad unagua apta para el consumo humano. Esta agua es purificada entonces previamente al consumo ylos métodos utilizados para ello dependen las condiciones particulares del manantial disponible.

De manera general las etapas de purificación del agua son:

Cribado: en esta etapa se separan las partículas en suspención de un tamaño apreciable.1.

Clarificación: se añade al agua sulfato de aluminio, el cual reacciona con los bicarbonatospresentes así:

2.

Al2(SO4)3 + 3Ca(HCO3)2 → 2Al(OH)3 + 3CaSO4 + 6CO2

Sulfato dealuminio

bicarbonatospresentes

hidróxido dealuminio

sulfato de calcio dióxido decarbo

tanto el hidróxido de aluminio como el sulfato de calcio se precipitan, arrastrando consigo la mayorparte del material pequeño en suspención, incluso las bacterias.

Filtración: el agua se pasa a través de filtros especiales (normalmente en arena) quedando elagua exenta de materia sólida.

3.

4.

5.

3.

Cloración: la destrucción de las bacterias se lleva a cabo por medio de reactivos químicos, elmás utilizado es el cloro, que se añade al agua clarificada.

4.

Aireación: el agua se pone en contacto con el aire y el sol, terminando de destruir lasbacterias, se oxigena, se expulsan los gases indeseables y mejora el sabor del agua.

5.

Agua Destilada

El agua destilada es aquella que mediante un tratamiento llamado de destilación (siguiendo elprocedimiento de evaporación y condensación) se separan todas las sustancias que lleva disueltael agua cruda, es decir el agua que no ha tenido ningún tipo de tratamiento; obteniendo entonces unagua químicamente pura libre de contaminantes, y de sales o minerales suspendidos en el líquido

El agua destilada por su peculiaridad de pureza es conveniente utilizarla en procedimientosquirúrgicos, en las prácticas de laboratorio no sólo de la materia de Química sino eninvestigaciones de suelos, pavimentos, etc.

Aguas Minerales

Se consideran aguas minerales aquellas aguas que contienen algún o algunos minerales en lacantidad suficiente para ser consideradas como tales. Cada una de ellas añade a los beneficios delagua los efectos saludables de los minerales.

Tanto el agua como los minerales son nutrientes inorgánicos básicos que son necesarios para elcorrecto funcionamiento del organismo. Cada una cumple su misión, pero su función y cantidad enel organismo son interdependientes.

Los minerales que se pueden encontrar en las aguas minerales están en forma iónica.

Entre los iones positivos o cationes figuran el sodio, potasio, magnesio, calcio y entre los ionesnegativos o aniones están los cloruros, sulfatos y bicarbonatos.

Cada uno de los minerales en general, y de los que aportan las aguas minerales en particular,tienen unas funciones concretas y necesarias para el adecuado funcionamiento del organismo.

Aguas Marinas

El agua del mar es una disolución compleja que contiene todos los elementos estables; lastécnicas analíticas actuales han identificado cerca de la mitad de ellos, pero muchos estánpresentes en concentraciones ínfimas, menos de una parte por millón (ppm).

Figura 75. Agua marinaFuente: www.google.com/fotos

Los constituyentes principales de un kilogramo típico de agua de mar son 965 g de agua pura juntoa 19,353 g de cloruro, 10,760 g de sodio, 2,712 g de sulfato, 1,294 g de magnesio y cantidadesmenores de calcio, potasio, bicarbonato, bromuro, estroncio, boro y fluoruro. Se ha encontrado quemuestras de agua de casi cualquier parte de los océanos abiertos contienen estos constituyentesen proporciones muy próximas, de tal forma que toda el agua del mar puede tratarse como unamezcla uniforme diluida con cantidades variables de agua dulce.

Debido a esta constancia, casi absoluta, en la composición, la salinidad puede estimarse conprecisión midiendo la conductividad eléctrica de una muestra a una temperatura conocida.

La distribución de la temperatura superficial del mar es la propiedad que mejor se conoce, porquepuede medirse desde el espacio, así como con métodos sencillos que pueden ser realizados enlos barcos mercantes. En el océano abierto decrece desde valores de 30 °C o más cerca delecuador, hasta -2 °C cerca del hielo de las altas latitudes.

Las propiedades del agua de mar se ven afectadas también por la salinidad. La densidad del aguade mar, por ejemplo, depende de la temperatura, la presión y la salinidad de forma compleja:disminuye cuando la temperatura aumenta, pero crece con la salinidad y la presión. La densidad esimportante porque el océano tiende a moverse de manera que el agua más densa esté en el fondoy el agua menos densa en la superficie.

Otra propiedad importante del agua de mar es su gran capacidad para absorber la radiaciónelectromagnética, en especial la del Sol. Incluso en las aguas más claras casi toda la radiaciónsolar incidente (el 99%) es absorbida en los 100 m superiores del océano, donde puede serutilizada en la fotosíntesis para transformar carbono inorgánico y elementos nutrientes enorganismos biológicos como el plancton. A profundidades superiores el océano es oscuro y suspropiedades sólo pueden cambiar al mezclarse.

Desalinización

Se han desarrollado varios procesos para producir agua dulce a partir de agua marina a bajo costo.

Tres de los procesos incluyen la evaporación seguida de la condensación del vapor resultante, y seconocen como: evaporación de múltiple efecto, destilación por compresión de vapor y evaporaciónsúbita. En este último método, que es el más utilizado, se calienta el agua del mar y se introducepor medio de una bomba en tanques de baja presión, donde el agua se evapora bruscamente. Alcondensarse el vapor se obtiene el agua pura.

Figura 76 proceso de la desalinización del aguaFuente: Enciclopedia Encarta 2000

La congelación es un método alternativo que se basa en los diferentes puntos de congelación delagua dulce y del agua salada. Los cristales de hielo se separan del agua salobre, se lavan paraextraerles la sal y se derriten, convirtiéndose en agua dulce.

En otro proceso, llamado ósmosis inversa, se emplea presión para hacer pasar el agua dulce através de una fina membrana que impide el paso de minerales. La ósmosis inversa siguedesarrollándose de forma intensiva. La electrodiálisis se utiliza para desalinizar aguas salobres.Cuando la sal se disuelve en agua, se separa en iones positivos y negativos, que se extraenpasando una corriente eléctrica a través de membranas aniónicas y catiónicas.

Un problema importante en los proyectos de desalinización son los costos para producir aguadulce.

Aguas Dulces

El agua dulce se encuentra en los ríos, lagos y lagunas, en aguas subterráneas y en la atmósfera.Sin embargo, de acuerdo al tamaño de nuestro mundo y a pesar de lo necesaria que es para lavida, en realidad tenemos muy poca agua dulce.

En estas fuentes de agua dulce, es común encontrarla con la presencia de algunos minerales ymateria en suspención. Normalmente es directamente apta para labores de agricultura, ganadería,riego. Pero para consumo humano es necesario acondicionarla previamente.

Aguas Fluviales

Las aguas fluviales son normalmente aguas dulces en movimiento a lo largo de causes. El agua enmovimiento tiene mucha energía. Esta energía se llama energía hidráulica y ha sido utilizada porel hombre muchas veces; con ella también se hace girar las ruedas de los molinos, los trapichesque muelen la caña de azúcar y mueven grandes sierras para cortar madera.

La energía hidráulica puede transformarse en electricidad: el agua en movimiento hace girar ruedasespeciales llamadas turbinas y por medio de ellas producir energía.

Figura 77. Represa generadora de energíaFuente: Power Album

Las centrales hidroeléctricas utilizan muchas veces las cascadas naturales de los ríos donde elagua cae con mucha fuerza; estas aguas tienen mucha energía hidráulica. Si no hay cascadasnaturales se puede crear centrales hidroeléctricas construyendo represas en los ríos,principalmente de montaña.

El agua llena el embalse, detrás del dique o represa y luego se deja salir con fuerza para mover lasturbinas.

Además de la generación de energía, los causes de las aguas fluviales son aprovechados comomedios de comunicación y navegación, las embarcaciones que pueden hacer uso de esos causesdepende de el calado de los mismos, es decir, la profundidad del río Vs las características de laembarcación.

Lluvia ácida

El químico y climatólogo Robert Angust Smith fue el primero en usar el término Lluvia ácida en1872. Describió entonces con éste término la precipitación ácida que cayó sobre ManchesterInglaterra, al principio de la revolución industrial. Aunque el agua neutra (agua pura) tiene unpH de 7, el agua Lluvia se acidifica naturalmente porque lleva disuelto dióxido de carbono, uncomponente normal en la atmósfera.

El CO2 reacciona reversiblemente con el agua para formar una solución de ácido carbónico,

un ácido débil.

2H2O (l) + CO2 (g) H2O+(ac) + HCO3-(ac)

Agua Dióxido de carbono Agua Ácidocarbónico

se considera en equilibrio, cuando una solución de CO2 tiene un pH cercano a 5,6. Cualquierprecipitación con pH por debajo de 5,6 se considera Lluvia ácida.

El dióxido de nitrógeno (NO2) de fuentes industriales y naturales puede reaccionar con el aguapresente en la atmósfera para producir ácidos.

El NO2 produce ácido nítrico (HNO3) y ácido notroso (HNO3).

2NO2 (g) + H2O(g) → HNO3(ac) + HNO2(ac)

el dióxido de azufre (SO2) produce ácido sulfuroso (H2SO3) y, si hay presencia de oxigeno,produce ácido sulfúrico (H2SO4).

2 SO2 + O2 → 2SO3

5 SO3 + H2O → H2SO4

cuando las condiciones son favorables, estas gotitas de agua ácida se precipitan como lluviao nieve con un pH menor de 5,6. siendo entonces la llamada lluvia ácida.

Muestras de núcleos de hielo tomados en Groelandia y que se remontan al año 1900,contienen iones sulfato (SO42-) y nitrato (NO2-) esto indica que la Lluvia ácida ha sido comúnal menos desde 1900.

La lluvia ácida es entonces una forma de contaminación atmosférica, actualmente objeto degran controversia debido a los extensos daños medioambientales que se le han atribuido.

Los bosques, lagos, estanques y otros entornos terrestres y acuáticos del mundo sufrengraves daños por la lluvia ácida. Ésta se debe a la combinación de dióxido de azufre ycompuestos del nitrógeno con el agua atmosférica. Además de quemar las hojas de lasplantas, la lluvia ácida envenena el agua de los lagos, matando a la mayoría o a la totalidad desus habitantes acuáticos.

Figura 78. Efectos de la lluvia ácidaFuente: www.yahoo.com/imagenes

Oxigeno disuelto

En un medio acuático las moléculas de oxígeno en forma de gas están disueltas en el agua. Aesto se le llama Oxígeno Disuelto (OD).

En el aire, 20 de cada 100 moléculas son oxígeno. En el agua, solo hay de 1 a 5 moléculas deoxígeno por cada millón de moléculas, es por esta razón que el OD es medido en partes pormillón (ppm) o mg/L.

Diferentes especies de organismos acuáticos requieren diferentes cantidades de oxígeno,pero generalmente requieren de al menos 6 ppm para un crecimiento y desarrollo normal

Niveles de OD por debajo de 3 ppm son estrésicos para la mayoría de los organismos. Lacantidad de oxígeno en el agua es afectado por varios factores, tales como temperatura,altura sobre el nivel del mar, total de sólidos disueltos, respiración y fotosíntesis.

El origen del oxígeno disuelto en el agua es debido a las turbulencias de este medio en lainteracción de aire-agua, y a la producción fotosintética. Constituye una necesidadfundamental para la vida de las poblaciones animales y vegetales en cualquier extensión deagua.

Su eliminación conlleva la desaparición de la vida vegetal y animal. También modifica lascondiciones del agua desde las que favorecen la actividad aerobia hasta las que soportan unaactividad anaerobia.

Calidad del Agua

Existen diversas fuentes de agua potencialmente utilizadas como son: las aguas superficiales,constituidas por quebradas, ríos, lagos naturales y embalses artificiales, las aguas subterráneas,las aguas lluvias y los mares. Dependiendo de su origen y de las condiciones del medio en que seencuentra las características del agua varían notablemente, siendo las causas de tales diferenciasno solamente los fenómenos naturales como el arrastre de material insoluble de las orillas y de losafluentes que componen el sistema hidrográfico sino también, y en forma más preocupante cadavez, la contaminación producida por la actividad industrial, el uso extensivo de pesticidas y abonosquímicos en las zonas de cultivos, la explotación minera, la descarga de basuras y el vertimientode desechos líquidos domésticos en las corrientes y una interminable lista de residuos propios delas actividades cotidianas de los asentamientos humanos. Es así como las aguas superficialespresentan condiciones que varían de una cuenca a otra, los ríos presentan característicasdiferentes a las de los embalses, y algo muy importante, su calidad varía a través del tiempodependiendo de las condiciones climatológicas.

Las aguas subterráneas presentan en cambio unas condiciones más uniformes pero distintas delas aguas superficiales ya que no están sujetas a recibir las grandes descargas de materiaarrastrada del suelo por las avenidas en época de lluvias, y adicionalmente, la infiltración a travésde las capas permeables del subsuelo retiene parte de la materia en suspensión, materia orgánicay bacterias.

Por estas razones, las aguas subterráneas generalmente son más claras pero en cambio puedenser bastante mineralizadas, ricas en hierro y magnesio, etc.

Las aguas lluvias pueden ocasionalmente contaminarse en contacto con la atmósfera quecontenga residuos químicos provenientes de emanaciones industriales; el agua del mar contiene,en forma natural, alta concentración de sal que la hace impotable, y puede adquirir contaminacióncomo consecuencia de las mismas causas antes citadas.

Es decir la calidad del agua cruda o agua que no ha recibido ningún tipo de tratamiento esapreciablemente variable, siendo necesario hacer un amplio seguimiento a sus características através del tiempo para definir con certeza los parámetros que, en caso de ser indispensable,definirán el sistema de tratamiento más apropiado que debe ser utilizado para su adecuación.

También se debe tener en cuenta la utilidad que se le quiere dar al agua (abastecimiento público,uso doméstico, industrial, generación de energía, riego de cultivos, fines recreativos), ydependiendo de ello, se somete a un tipo de tratamiento específico; puesto que cada situaciónrequiere unas condiciones de calidad diferente.

En el caso de necesitar agua potable para el consumo humano, se debe contar con unabastecimiento de agua seguro y satisfactorio, el agua debe estar exenta de organismos capacesde originar enfermedades y de cualquier mineral o sustancia orgánica que pueda producir efectosfisiológicos perjudiciales.

Además el agua debe ser aceptable desde el punto de vista estético, debe estar exenta deturbiedad, color y de olor perceptibles así como de sabor desagradable y tener una temperaturarazonable para el consumo.

Para lograr este nivel de calidad, el agua tomada de las fuentes, luego del estudio de suscaracterísticas particulares; se somete a un tratamiento en un planta de potabilización de agua,bajo un diseño y control específicos.

La potabilización se puede llevar en varias etapas, y sometiendo al agua a diferentes procesos quepueden ser físicos y químicos.

En los procesos físicos se tiene:

La sedimentación

La filtración

Ebullición

Rayos ultravioleta

Mientras en los proceso químicos, el agua puede ser sometida a reacciones con:

Ozono

Yodo

PlataCloro