EL AGUA - roda USC

ACES. El Agua
EL AGUA
Objetivos de aprendizaje
Al finalizar esta unidad se espera que seas capaz de
1. Interpretar el comportamiento macroscópico del agua en función de
sus propiedades más sobresalientes.
2. Identificar sustancias puras, mezclas, sustancias elementales y
sustancias compuestas importantes por su utilización en la industria y
la vida diaria.
3. Representar los átomos más frecuentes mediante sus símbolos y
localizarlos dentro del Sistema Periódico.
4. Utilizar procedimientos físicos basados en las propiedades
características de las sustancias puras, para separar éstas de una
mezcla.
5. Interpretar gráficas y tablas como utensilios muy utilizados en el
tratamiento científico de los datos.
6. Valorar la provisionalidad de las explicaciones como elemento
diferenciador del conocimiento científico y como base del carácter no
dogmático y cambiante de la Ciencia.
7. Argumentar la necesidad del ahorro de agua como recurso natural
escaso y, por tanto, de su distribución equitativa.
8. Poner algún ejemplo que indique cómo se puede ayudar a contaminar
lo menos posible el agua corriente.
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ACES. El Agua
¿DÓNDE ESTÁ EL AGUA?
¿De dónde se obtiene el agua?
Lectura
La cantidad de agua en el mundo siempre ha sido la misma. Desde
el principio de los tiempos. Lo que ha variado, y mínimamente, es la
proporción de este agua en cada uno de los recipientes en los que reside en
la Tierra. Los mares y los océanos contienen el 94% del agua total del
mundo, ocupando una superficie de 361 millones de kilómetros cuadrados y
un volumen de 1 370 millones de kilómetros cúbicos.
En comparación con esta enormidad, el resto de los vasos donde
se aloja el agua son casi insignificantes. El agua subterránea es sólo un 0,4
% del total, y casi el 2% restante está en el hielo de los glaciares. De la
parte restante, menos del 0,02% es el agua de los ríos y pantanos, es decir,
el agua que bebemos en la mayor parte de la Tierra. También una cantidad
semejante existe en los organismos vivos y en la atmósfera, aunque no se
ve.
El País dominical. 4 abril 1993.
Localización
% del
total
% de agua
dulce
casquetes polares
y glaciares
2,40 %
85 %
agua subterránea
0,40 %
14 %
agua
superficial
(lagos, ríos, etc.)
0,02 %
0,8 %
total
dulce
de
agua
2,80 %
total
de
salada
agua
97,20 %
total de agua en el
planeta
100,00 %
(Además hay un 0,001% de agua en el
aire y en el suelo)
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Tabla I (U.S. Geol. Survey, 1972)
Con los datos anteriores -utilizando regla y compás- dibuja un gráfico circular
en el que señales el agua salada, el agua dulce y el agua disponible.
Después coloréalo.
¿Dónde se encuentra prácticamente toda
el agua de la Tierra?
¿Por qué no la consumimos o usamos en
la industria?
¿Dónde se encuentra la mayor parte del
agua dulce?
¿Es muy usada esta fuente de agua por
los seres humanos? ¿Por qué?
¿Por qué es importante la escasa
cantidad de agua que hay en el aire?
¿La materia viva contiene agua? (Actividad de laboratorio opcional)
Material:
- Tubo de ensayo
- Mechero
- Hojas verdes, berenjena o trozo de madera
Toma el tubo de ensayo con las hojas y caliéntalo como se indica en la figura:
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Trata de explicar las gotas de condensación que se producen en la boca del tubo.
¿Todos los alimentos tienen agua?
Lectura
Una persona de 70 kilos arrastra en su deambular diario 50 litros
de líquidos. El 70% del organismo de los humanos está compuesto por
agua. Y, a pesar de ello, los hombres no son los especímenes más acuosos
del planeta. Una medusa, por ejemplo, tiene un 90% de agua en su
estructura, y hasta los animales de aspecto más sólido, como la compacta
tortuga, con caparazón incluido, tienen en torno a un 50% de agua en el
cuerpo.
La presencia de cantidades generosas de agua en el organismo es
imprescindible para que puedan realizarse las funciones que permiten
sobrevivir a las especies.
Luz Sánchez. El País semanal. 4 de abril 1993.
Calcula - a la vista de los datos anteriores- la cantidad de agua que tienes en tu
cuerpo.
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La importancia del agua en los seres vivos, la vemos comparando su porcentaje
en distintos órganos y relacionándola con la función que cumplen: cuanto más "activa"
es su función, mayor es la cantidad de agua. Así, el cerebro tiene cerca del 90%, los
músculos 75% y los huesos 22%.
Ahora puedes hacer una lista con las funciones que desempeña el agua en los
seres vivos ayudándote, si es preciso, de consulta bibliográfica.
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ACES. El Agua
¿CÓMO ES EL AGUA?
LA TRANSPARENCIA DEL AGUA
El título de esta actividad es un juego de palabras ya que aunque el agua es
transparente, lo que queremos decir es que, en esta actividad, vamos a construir una
transparencia sobre un acetato para poner en el retroproyector, con las propiedades más
importantes de esta sustancia.
Haz una lista de las propiedades características que sepas del agua.
El profesor va a poner una transparencia encima del retroproyector y cada uno
de vosotros escribirá con los rotuladores de colores en la transparencia las
propiedades de la lista.
Cuando todo el grupo haya acabado hacemos un repaso y reflexionamos sobre
dichas propiedades.
¿Habéis puesto los estados del agua?
Fijaos en la tabla de puntos de fusión y ebullición:
Sustancia
agua
alcohol (etanol)
cloruro
sódico
común)
aluminio
oro
hidrógeno
oxígeno
estaño
ácido acético
Punto de fusión (oC)
(sal
Punto de ebullición(oC)
0
-117
804
100
78,5
1413
659
1063
-259
-218
232
2200
2600
-253
-183
2260
17
118
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Tabla II. Puntos de fusión y ebullición de sustancias comunes
A 20 oC¿cuál es el estado de las sustancias de la tabla, sólido, líquido o gas?
agua..................................
alcohol (etanol).....................
cloruro sódico (sal común)........
aluminio.............................
oro...................................
hidrógeno...........................
oxígeno..............................
estaño................................
ácido acético........................
El agua se encuentra en estado líquido en el intervalo de temperaturas dentro del
cual se desarrolla la vida (entre 4 oC y 70 oC aproximadamente). Excepcionalmente hay
algunos seres vivos que se desarrollan fuera de estos márgenes, como las bacterias de
los géiseres.
¿Habéis puesto en la transparencia la densidad del agua?
Compara su densidad con la de otras sustancias que aparecen en la tabla siguiente:
Sustancia
agua líquida
aluminio
hierro
plomo
mercurio
oro
alcohol (etanol)
aire
hielo
Densidad (g/cm3)
1,0
2,7
7,9
11,4
13,6
19,3
0,79
0,0012
0,90
Tabla III. Densidades de sustancias conocidas
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¿Por qué el hielo flota en el agua?
El agua al enfriarse se solidifica, pero a diferencia de la gran mayoría de
sustancias, la fase sólida del agua, el hielo, es menos denso que el agua líquida, por lo
que va a flotar en ella.
Además el agua líquida se comporta de forma algo anómala en cuanto a la
variación de la densidad con la temperatura en el intervalo que va de 0 oC a 4 oC: la
densidad en este intervalo crece al aumentar la temperatura, cuando lo normal es que la
densidad disminuya al aumentar la temperatura como lo hace a partir de 4 oC.
¿Por qué cuando se hiela un lago no mueren los seres vivos que hay en su
interior?
En un lago en invierno, al descender la temperatura externa, el agua se va
enfriando, empezando por las capas superiores. El agua fría es mas densa y va pasando
al fondo y así sigue hasta alcanzar la temperatura de 4 oC. En este punto, el agua, al
enfriarse, ya no aumenta su densidad sino que disminuye, con lo que el agua más fría se
queda en la superficie. Al descender más la temperatura se empieza a congelar el agua
de la superficie y el hielo formado actúa como aislante, de modo que cuanto mayor es el
espesor de la capa de hielo, más tarda en enfriarse el agua que está debajo. Así, ningún
lago llega a helarse hasta el fondo por lo que algunos seres vivos (peces, moluscos,
algas, etc.) pueden sobrevivir dentro del agua durante el invierno. Al llegar la primavera
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ACES. El Agua
el sol calienta la superficie helada que se va fundiendo hasta volver todo el lago al
estado líquido. Si el hielo tuviese mayor densidad que el agua líquida, caería al fondo
del lago y éste al seguir enfriándose, podría llegar a congelarse en su totalidad.
Coloca una botella de plástico completamente llena de agua en un congelador .
Mira al día siguiente
¿Qué pasó? ¿Puedes dar una explicación?
Otro efecto importante que tiene el que el hielo tenga menos densidad que el agua
-es decir que la misma masa ocupa mayor volumen- es el que se produce al alterar rocas
llegando hasta su rotura, con la influencia que puede tener en el paisaje. Las rocas
tienen grietas en las que se puede acumular agua, al enfriarse puede llegar a congelarse
con el consiguiente aumento de volumen por lo que la roca puede llegar a romperse.
EL AGUA ES UN BUEN REGULADOR TÉRMICO
Otra propiedad muy importante del agua es su elevado calor específico, que
equivale a la energía que hay que suministrar a un gramo de agua para elevar un grado
su temperatura.
Fíjate en la tabla de calores específicos y compara el del agua con las demás
sustancias.
Las calorías no son unidades del Sistema Internacional (S.I.), por ello es
preferible usar como unidad de energía los Julios: J. De todas formas ponemos la tabla
con los dos tipos de unidades para que puedas comparar los valores.
Sustancia
calor específico (cal/ g oC)
calor específico (J/ g K)
agua líquida
alcohol (etanol)
aluminio
hierro
cobre
oro
1
0,58
0,22
0,12
0,093
0,032
4,18
2,42
0,92
0,50
0,39
0,13
hielo
0,55
2,30
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ACES. El Agua
vidrio
0,20
0,84
Tabla IV. Calores especificos de diferentes sustancias
¿Qué relación existe entre la caloría y el Julio?
El agua absorbe mucha más energía que cualquier otra sustancia para aumentar un
grado su temperatura como puedes ver en la tabla anterior. Esa es una de las razones de
que sea un gran regulador térmico, papel que desarrolla en el mundo vivo (tanto como
componente de los organismos, como constituyendo su medio ambiente en ríos, lagos y
mares). El mar se calienta durante el día más lentamente que la tierra, debido a que la
energía que le envía el Sol hace aumentar más la temperatura del suelo que la del agua,
y por la noche tarda mucho más tiempo en enfriarse. Esta es una de las causas de las
enormes diferencias de temperatura entre el día y la noche en los desiertos y las
pequeñas diferencias en lugares cercanos al mar o a los lagos.
Otra de las razones por la que el agua es un buen regulador térmico es la elevada
energía que requiere para evaporarse. De eso trataremos un poco más adelante.
Los números del agua son fáciles de recordar
Mientras que las otras sustancias tienen valores no "redondos", todos los valores
(Pf, Peb, densidad, ...)para el agua son "redondos"(en unidades S.I. ya no son tan
redondos): 0, 1, 100. ¿No te parece demasiada casualidad? ¿A qué crees que es
debido?
El agua pasa de estado líquido a estado gaseoso: vapor de agua.
Pon agua en dos platos.
Déjala durante varios días en dos sitios diferentes del aula:
-en una mesa lejos del radiador de la calefacción y
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ACES. El Agua
-encima del radiador de la calefacción .
Cada día pesamos los platos con agua, anotamos su peso y construimos una
gráfica poniendo en el eje de ordenadas los pesos del agua y en el eje de abscisas
los días que van transcurriendo.
peso
12345 días
¿Qué le pasa al agua del recipiente?
Interpreta los datos de la gráfica cuando hayan transcurrido cinco días.
Energía necesaria para evaporar 1 g de diferentes sustancias
¿Por qué el sudor es un amortiguador de la temperatura de nuestro cuerpo?
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ACES. El Agua
Se requiere mucha energía para que un gramo de agua pase de estado líquido a
vapor. Así, cuando la temperatura externa es elevada o se realiza un fuerte ejercicio
físico, los seres vivos aumentan su transpiración, y el sudor al evaporarse, toma parte de
la energía sobrante del cuerpo lo que contribuye a mantener una temperatura interna
constante.
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ACES. El Agua
¿CÓMO ESTÁ HECHA EL AGUA?
LAS IDEAS DE DALTON
Como quizá ya sabes, el agua, al igual que todas las sustancias, está formada por
partículas muy pequeñas que no se pueden ver ni siquiera por un microscopio muy
potente.
Pero esas partículas a su vez están constituidas por átomos como lo propuso
Dalton a principios del siglo XIX.
Además, hay muchas clases de átomos; para Dalton unos átomos se diferenciaban
de otros en su masa. Hoy sabemos que los átomos se diferencian unos de otros en su
masa a causa de que tienen una estructura diferente pero eso lo veremos algo más
adelante.
Entre los átomos más importantes están los de hidrógeno y oxígeno que son
precisamente los que forman las partículas de agua.
Símbolos de los átomos
Se suelen representar tomando la primera letra que siempre es mayúscula:
hidrógeno: H
nitrógeno : N
oxígeno: O
flúor: F
carbono: C
yodo: I
Si hay varios nombres que empiezan por la misma letra se toman las dos primeras
para diferenciarlos:
calcio: Ca
silicio: Si (azufre: S)
cloro: Cl
helio: He
bromo: Br (boro: B)
Muchos símbolos son tomados de antiguos nombres:
sodio: Na
potasio: K
azufre: S
oro: Au
fósforo: P
plata: Ag
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ACES. El Agua
Vamos a hacer las representaciones de los átomos por círculos rellenos o colores
diferentes:
Tenéis que asignar a los átomos diferentes, diferentes rellenos o diferentes
colores, por ejemplo a los más importantes:
hidrógeno
color:
nitrógeno
color:
oxígeno
color:
carbono
color:
De aquí en adelante acordáos de usar esos colores siempre que queramos
representar los átomos.
SUSTANCIAS PURAS
El agua del grifo o de los lagos y mucho menos la del mar no es una sustancia
pura pues tiene otras sustancias mezcladas con ella.
El agua es pura cuando las únicas partículas que la forman son de agua.
Las sustancias puras pueden ser sustancias elementales o elementos, o, sustancias
compuestas o compuestos.
- Sustancias elementales
Las sustancias elementales o elementos son sustancias formadas por una sola
clase de átomos.
- Sustancias compuestas
Las sustancias compuestas o compuestos son sustancias formadas por más de
una clase de átomos.
Diagramas microscópicos
Las sustancias pueden representarse según las ideas de Dalton mediante
diagramas que representan los átomos que las forman.
De los siguientes diagramas distingue cuáles representan elementos y cuáles
compuestos:
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ACES. El Agua
Señala, para cada sustancia de los diagramas anteriores, cuántos átomos tienen las
partículas que la forman.
De los siguientes diagramas distingue cuáles representan sustancias puras y cuáles
representan mezclas:
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ACES. El Agua
Los siguientes dibujos representan las sustancias oxígeno y nitrógeno. Las
partículas de oxígeno y las de nitrógeno tienen dos átomos cada una.
oxígeno
nitrógeno
rellena los átomos de oxígeno y de nitrógeno con la trama o color de la página
12.
El nitrógeno ¿ es una sustancia pura o una mezcla?
¿un elemento o un compuesto?
El oxígeno ¿ es una sustancia pura o una mezcla?
¿un elemento o un compuesto?
El aire es una mezcla de oxígeno y de nitrógeno (tiene algún componente más
pero en proporciones mucho menores). La proporción es aproximadamente 20% de
oxígeno y 80 % de nitrógeno.
Haz un dibujo de una porción microscópica de aire, que contenga al menos diez
partículas
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ACES. El Agua
En todos los diagramas microscópicos que hemos visto hasta ahora, las partículas
de las sustancias están separadas unas de otras. Esa estructura microscópica, con
partículas separadas unas de otras, es la que corresponde a los gases. Esas partículas
estarían moviendose a grandes velocidades y chocando entre sí y con las paredes
(aunque eso no se vea en los diagramas).
Ahora vamos a hacer diagramas microscópicos de líquidos:
Las partículas de agua están formadas por tres átomos, uno de oxígeno y dos de
hidrógeno:
Un diagrama de una porción de agua líquida sería:
Haz ahora los siguientes diagramas:
a) una disolución de azúcar en agua (como las partículas de azúcar tienen
muchos átomos, representalas en el diagrama como
azucar
b) agua que contenga oxígeno disuelto
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ACES. El Agua
EL AGUA ES UN COMPUESTO
¿Cómo podemos saber que el agua está compuesta de átomos de hidrógeno y de
oxígeno?
Vamos a realizar la electrólisis del agua.
Diseña un circuito con una pila, una bombilla y cables para investigar si el agua
conduce o no la corriente eléctrica.
Los conductores que se usan para introducir en los líquidos se llaman electrodos.
Conviene que, en este caso, los electrodos sean inertes (no reaccionen fácilmente) por
lo que lo ideal sería que fuesen de platino que por su elevado precio no son fáciles de
conseguir. Se suelen utilizar en su lugar electrodos de grafito.
Dibuja tu diseño:
Para hacer que la disolución de agua sea conductora le añadimos una sustancia
que la haga conductora sin que intervenga en nada más, la mejor en este caso es
el sulfato sódico.
Espera unos segundos y observa lo que ocurre en cada uno de los electrodos.
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ACES. El Agua
Descríbelo mediante un dibujo y textos que lo expliquen:
El agua se descompone en dos gases hidrógeno y oxígeno y además doble
cantidad del primero que del segundo: el agua es un compuesto de átomos de hidrógeno
y de oxígeno. Su fórmula es H2O.
Las partículas que están formadas por un número limitado de átomos se llaman
moléculas. El agua es un compuesto formado por moléculas.
¿Por qué el agua es H2O?
Para responder a esta pregunta es necesario que sepas algo más sobre los átomos,
ya que con las ideas de Dalton, que utilizamos en esta unidad, no se puede responder a
esa pregunta.
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ACES. El Agua
EL SISTEMA PERIÓDICO
Los átomos están a su vez formados por partículas. Las más importantes de estas
partículas son los protones y los neutrones que se encuentran en el núcleo, centro
pequeñísimo del átomo, y los electrones que son las partículas que están fuera del
núcleo.
Los diferentes átomos que existen (se diferencian unos de otros en el número de
protones que tienen en su núcleo, que para los átomos neutros es igual al número de
electrones), se agrupan en una tabla que se llama Sistema Periódico. La regla que se
utiliza para su agrupación es el número creciente de protones que tienen en el núcleo
(número atómico): hay unos pocos más de cien átomos conocidos.
A continuación puedes ver un Sistema Periódico (S.P.) con los átomos más
importantes:
Sistema periódico del proyecto ACES
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ACES. El Agua
Las filas del SP se llaman "períodos" y las columnas "grupos".
Campeonato de símbolos por eliminatorias.
Juego por parejas: se preguntan los nombres de cinco símbolos correspondientes
a átomos del Sistema Periódico anterior, el que más acierte pasa a la siguiente
eliminatoria. Las reglas son las mismas que las de la Copa de fútbol
(eliminatorias a un solo partido sin "playoff" ni nada semejante).
La persona que arbitra puede ser el profesor o profesora.
LOS ÁTOMOS QUE FORMAN EL MUNDO EN EL QUE VIVIMOS.
Tu profesor o profesora te va a enseñar mediante transparencias los elementos
más importantes :
- del cuerpo humano,
- de la tierra,
- de la atmósfera,
- del mar,
- del Universo,
- y los años de su descubrimiento.
Compara los elementos que hay en las diferentes transparencias y escribe los que
hay comunes al menos en tres de ellas.
El volumen de los átomos
Los átomos diferentes tienen también volúmenes diferentes.
Los átomos tienen un volumen más grande cuanto más abajo estén en los períodos
del Sistema Periódico.
Dentro de un mismo período son los átomos situados a la izquierda los que
poseen un volumen mayor.
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ACES. El Agua
En el esquema están representados a escala los átomos de fluor, cloro, bromo y
yodo. Coloca dentro de cada uno el símbolo del átomo al que corresponda
Sabiendo que los valores siguientes: 66, 70 y 77 corresponden a los radios de los
átomos C, N y O (medidos en pm, es decir, billonésimas de m) ¿Sabrías asignar
cada valor del radio al átomo a que corresponde?
La masa de los átomos y de las moléculas
Los átomos diferentes también tienen masas diferentes. Así por ejemplo, un
átomo de carbono tiene una masa 12 veces mayor que un átomo de hidrógeno, y el
oxígeno 16 veces más masa que el hidrógeno. Los átomos son tan pequeños que su
masa, en unidades con las que estamos acostumbrados a trabajar nosotros, como los
gramos o los kilogramos, resulta un número demasiado pequeño, es decir, no se pueden
pesar en las balanzas que tenemos en nuestros laboratorios. Intentar pesar un solo
átomo es algo parecido a querer ver un grano de arena en el césped de un estadio de
fútbol desde la parte más alta de las gradas, lógicamente no se puede ver. Para verlo
tendríamos que poner un número muy grande de granos de arena. En el caso de los
átomos o moléculas se necesita un número enorme para que su masa sea del orden de
magnitud de los gramos. Un número de estas características que se utiliza mucho en
química es 602 200 000 000 000 000 000 000, que se escribe más cómodamente
6,022.1023.Este número se llama número de Avogadro, en honor del científico que lo
utilizó por primera vez.
La cantidad de sustancia que contenga ese nº tan grande de átomos o moléculas ya
es manejable por nosotros (se puede ver, pesar, etc), y se llama un mol.
Por ejemplo un mol de átomos de hidrógeno tiene una masa de 1 g y un mol de
átomos de oxígeno tiene une masa de 16 g
¿Cuál es la masa de un mol de moléculas de agua?
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ACES. El Agua
LA SOLUBILIDAD DE SUSTANCIAS EN AGUA
A partir de una serie de sustancias conocidas: sal, azúcar, alcohol, gasolina, ...
prueba su solubilidad en agua.
Sustancia
soluble
insoluble
sal
azúcar
alcohol
gasolina
aceite
yodo
cal viva
mármol
azufre
Para hacerlo añade una pequeña cantidad de cada sustancia en un vaso de
precipitados con agua (por ejemplo 100 cm3) y agita durante unos minutos con
una varilla. Observa el resultado y anótalo en la tabla anterior.
El agua es un buen disolvente de bastantes sustancias como algunas sales,
proteínas e hidratos de carbono o ácidos nucleicos, que, después del agua, son los
compuestos más abundantes en los seres vivos.
Este poder disolvente hace del agua
un buen vehículo de transporte de
sustancias disueltas en los seres vivos
(savia, sangre) y también de sustancias
que provienen de las rocas (en ríos,
aguas subterráneas, etc).
Por ejemplo, las aguas termales
llevan
diferentes
sustancias
en
disolución; a ello deben sus propiedades
curativas.
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ACES. El Agua
Las aguas de los rios disuelven sustancias a su paso
La masa en disoluciones
Imagina que disolvemos 200 g de azúcar en 1000 g de agua.
La masa resultante será:
a) menos de 1000 g................
b) 1000 g ...............................
c) entre 1000 g y 1200 g ........
d) 1200 g ...............................
e) más de 1200 g....................
Una vez que contestes, vas a hacerlo tal y como lo plantea la pregunta anterior,
pesando la disolución resultante.
¿El resultado experimental está de acuerdo con tu contestación anterior?
Trata de explicar este resultado en función de la estructura microscópica del
azúcar y del agua utilizando las ideas de Dalton.
Cuando dos y dos no son cuatro
Imagina que disolvemos 40 cm3 de alcohol en 60 cm3 de agua.
El volumen resultante será:
a) menor que la suma del volumen de alcohol y de agua..........................
b) igual a la suma del volumen de alcohol y agua, es decir 100 cm3. .......
c) mayor que la suma de los volúmenes de alcohol y agua.......................
Una vez que contestes vas a hacer la disolución en una probeta y medir de forma
experimental el volumen resultante.
¿El resultado está de acuerdo con tu anterior contestación?
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ACES. El Agua
Trata de emitir una hipótesis que explique dicho resultado.
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ACES. El Agua
¡CUIDEMOS Y AHORREMOS EL AGUA¡
¿Para qué hace falta el agua?
¿Cómo se acumula?
El agua es un recurso natural escaso . El volumen de agua existente en la Tierra
es una cantidad prácticamente constante y, por tanto, no ampliable por la voluntad del
ser humano. Es uno de los recursos más valiosos del planeta; es imprescindible para
nuestra existencia y para la de todos los seres vivos. Aprovechamos el agua como
nutriente esencial, para usos domésticos, en la Agricultura, en la Industria y como una
de las mayores fuentes de energía en la actualidad. El ser humano, en plena era
espacial, con todo su arsenal nuclear, informático e intelectual bajo el brazo es incapaz
de provocar la lluvia o fabricar agua como fabrica comida sintética.
Consumo de agua dulce en España:
Agricultura
Población
Industria
84 %
12 %
4%
¿Por qué no se acaba el agua con la cantidad de ella que se consume?
ESTUDIO DE LA CALIDAD DEL AGUA
La calidad del agua se estima en función del uso que se le quiera dar: no se
requieren los mismos niveles de calidad para el uso de beber que para nadar, por
ejemplo. Por eso hay que definir el concepto "calidad de agua" en relación a la
actividad a la que se dedique. Las actividades didácticas que vienen a continuación
están relacionadas con este concepto.
Actividad de laboratorio: Separación de mezclas
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ACES. El Agua
Material:
- Vasos de precipitados
- Pipeta
- Papel de filtro
- Agitador
- Cristalizador
- Arena y sal
En un recipiente coloca agua, sal y arena. En tu cuaderno haz el diagrama de
flujo para la separación de la mezcla: utiliza cuadrados para bordear las
sustancias y círculos para las operaciones físicas realizadas. A continuación
llévalo a cabo en el laboratorio utilizando el material que dispones. Al final
debes obtener los tres componentes por separado.
¿Qué relación puede tener esta actividad con la "calidad del agua"?
Actividad de laboratorio opcional: Test para medir la transparencia del agua
Con esta prueba se puede medir la turbidez de una muestra debido a la presencia
de sólidos disueltos. Las muestras no deben ser agitadas antes del test, porque éste
mide los sólidos suspendidos en el agua.
Material:
- Botella para recoger muestra (mejor de plástico)
- Lápiz
- Un tubo largo (al menos de 600 mm) de plástico o vidrio transparente y un
tapón
- Etiquetas
- Una pinza con un pie
- Una regla
- Un vaso
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ACES. El Agua
Se pueden recoger muestras de
cualquier agua que los profesores
consideren oportuna. Cada equipo
llena una botella, anota el lugar y la
fecha de recogida y la mantiene en
el frigorífico hasta que vaya a ser
analizada (procurando que pase el
menor tiempo posible).
Coloca el tubo en la pinza con el tapón
puesto, de manera que el tapón quede
en la parte inferior.
Añade un poco de la muestra en el tubo
y mira a través del agua hacia el
fondo. NO AGITES LA MUESTRA.
Sigue añadiendo más agua hasta que no
se vea la sección del tapón.
Anota la altura del tubo en centímetros
a la cual no se aprecia el fondo.
Si dicha altura es superior a 60 cm significa que el agua está muy limpia. Si la
medida está alrededor de 30 cm el agua está ligeramente sucia. Si es menor de 10 cm el
agua está muy sucia.
Compara tus resultados con los de los restantes equipos.
¿Crees que es importante en esta prueba tener en cuenta las condiciones en que
fueron tomadas las muestras?
POTABILIZACIÓN DEL AGUA
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ACES. El Agua
La llamada "agua corriente" que sale por el grifo es en realidad un agua muy
especial. El proceso mediante el cual el agua es tratada y conducida hasta el grifo se
llama abastecimiento, y comienza a muchos kilómetros de distancia de vuestra casa,
con la captación de agua en un embalse, con el bombeo de agua subterránea o bien a
partir del agua que mana de un manantial. Se suele conducir el agua hasta una estación
de bombeo que le comunica la presión que necesita para llegar hasta la planta
depuradora. El agua, aunque aparentemente esté limpia, arrastra impurezas y microbios
que deben ser eliminados para obtener un agua de suficiente calidad como para beberla
sin miedo. Esto se consigue en la planta potabilizadora.
En esta planta tienen lugar los procesos que figuran a continuación:
1. Filtración
4. Filtración
2. "Atrape" (floculación*)
5. Cloración
3. Decantación
Ayudados por la figura explicad cada una de las cinco fases, indicando qué
ocurre en cada una de ellas y para qué se realiza.
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ACES. El Agua
Terminada la potabilización del agua, aún falta mucho camino para que el agua
llegue al grifo de casa. Para evitar que en el camino el agua ataque las tuberías (de acero
y hormigón), se añaden pequeñas cantidades de agua con cal.
La salida de la planta potabilizadora está conectada con la red de distribución:
tuberías que transportan el agua hasta donde se necesita; depósitos elevados que
almacenan el agua y regulan su presión en las tuberías; y estaciones de control de
calidad.
Localiza en un mapa de tu zona el lugar de abastecimiento de agua a tu pueblo o
ciudad. Realiza una visita a la planta -acompañado por tus profesores- y entérate
de cómo funciona.
DEPURACIÓN DEL AGUA
Si es difícil hacer que salga agua limpia por un grifo, más aún es "limpiar" el agua
sucia que se va por el sumidero para que no cause graves problemas de contaminación
en los ríos a los que vaya a parar.
Cada segundo se recogen en los colectores de una gran ciudad miles de litros de
agua (en Madrid unos 12 000 l/s). Este agua, que se ha utilizado en las casas, jardines,
fábricas e industrias, lleva gran cantidad de productos de desecho. Es la llamada agua
residual.
¿Qué tipo de materias, sustancias y seres vivos crees que contendrá el agua
residual?
¿Por qué lugares de la ciudad circula?
Busca en la bibliografía ayudado por tu profesora o profesor, las etapas o fases
que sufrirán las aguas residuales, dependiendo de su uso posterior.
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ACES. El Agua
¡No contaminar para no tener que depurar!
El agua es muy sensible a las agresiones del medio ambiente que son cada día
más frecuentes y peligrosas debido al abuso de las actividades industriales, por lo que
debemos mimarla y no contaminarla, o hacerlo lo menos posible.
¿Por qué hace 500 años no había problemas de contaminación de aguas?
¿Cuando sale el agua de una fábrica tiene las mismas características físicas y
químicas que cuando entró?
Cuando sale el agua de la ciudad, el pueblo o la aldea, ¿a dónde va?
Lectura Opcional
Después de leer la noticia analiza los costes que supone el tener que depurar el
agua.
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ACES. El Agua
CONTAMINANTE
PROCEDENTE DE
EFECTOS ADVERSOS
Sólidos en suspensión
Suelos y minerales,
subproductos industriales
(plantas de celulosa)
Obstrucciones,
corrosiones, etc.
Calor
Agua caliente de
industrias
Reducción de O2, daños
vida acuática
Compuestos inorgánicos
(sal común, ácidos, sales
metálicas de Pb, Cu, Al y
Hg)
Minería, industria,
depósitos naturales
Cerebro, sistema nervioso,
náuseas, cáncer
Nutrientes (Compuestos
de P:fosfatos y de N:
nitratos)
Aguas residuales urbanas
e industriales, granjas
(fertilizantes)
Toxicidad, mal olor, mal
sabor, corrosión
Residuos que demandan
oxígeno (materias
orgánicas putrescibles)
Residuos domésticos,
industrias de la
alimentación
Daño a la pesca, mal olor
y color
Compuestos orgánicos
tóxicos (pesticidas,
detergentes, subproductos
industriales)
Efluentes domésticos e
industriales
Pesca, animales, hombre
Contaminantes biológicos
(agentes de enfermedades:
bacterias, virus)
Residuos humanos y
animales, ciertas
industrias (mataderos)
Necesidad de potabilizar el
agua
Tabla V. Contaminantes importantes encontrados en el agua potable (The Open University , 1975)
A la vista de la tabla anterior investiga las principales fuentes de contaminación
de las aguas de tu localidad.
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ACES. El Agua
Impureza
Directrices EC para 1991 en µg/l
Plomo
50
Cobre
3 000
Aluminio
Mercurio (Compuestos orgánicos)
Zinc
Cadmio
200
1
5 000
5
Hierro
200
Sodio
150 000
Potasio
12 000
Nitratos
50 000
Fósforo (Normalmente como fosfato)
2 200
Fluoruros
1 500
Cloruros
Pesticidas (en total)
Bacterias coliformes
400 000
0,5
0 en 100 mililitros
Tabla VI. Normas de la C.E.E. para niveles máximos de impurezas en el agua
Actividad opcional
Busca en los diarios del último mes alguna noticia que trate de un desastre
ecológico en un río o en el mar o, en su defecto, relacionada con la
contaminación de las aguas y analiza las siguientes cuestiones:
- origen del desastre
- consecuencias
- manera de evitar el acontecimiento
- posibles soluciones
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ACES. El Agua
REDISTRIBUIR EL AGUA
Lectura
En el siglo XXI el agua será uno de los factores críticos para el
desarrollo de la humanidad y resolver los problemas de abastecimiento,
uso y calidad es uno de los grandes retos que tenemos planteados.
Actualmente España padece un déficit de agua de más de 3 000
hectómetros cúbicos anuales, de los cuales dos terceras partes
corresponden a falta de regulación y el resto al agotamiento de los
recursos de cada cuenca.
El Ministerio de Obras Públicas y Transportes (MOPT),
responsable de la política hidráulica, ha lanzado una campaña publicitaria
en los medios de comunicación en la que insiste en que, "aunque tenemos
suficiente, si no la repartimos convenientemente, si no aprendemos a usarla
y si no evitamos su contaminación, acabaremos sufriendo las
consecuencias y entonces no habrá remedio".
De los tres mil hectómetros de sobreexplotación, casi mil
corresponden a acuíferos subterráneos, fundamentalmente en la vertiente
mediterránea, La Mancha y los archipiélagos.
Casi dos tercios del déficit se concentra en cuatro cuencas: Segura
(22 por ciento), Júcar (19), Ebro (16) y Guadiana (15 por ciento), seguidas
en menor medida por las del Guadalquivir (6), y Canarias y Sur, ambas con
el 5 por ciento.
Los datos del MOPT sobre la evolución de las demandas reflejan
que si no se produjera ningún incremento de regulación, ni transferencia de
recursos entre cuencas, el déficit llegará a casi seis mil hectómetros
cúbicos dentro de 10 años y a casi diez mil en 20 años.
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ACES. El Agua
España es el tercer país que más agua consume en el mundo,
según un informe del área de Ecología del Centro de Investigación para la
Paz (CIP) en el que se apunta que "para lograr una reducción del consumo
acorde con la situación climática" debería actuarse sobre el precio del
recurso.
El Plan Hidrológico Nacional ha sido criticado por las
organizaciones ecologistas, por considerarlo un plan de "presas y grandes
obras públicas", que supondrá la destrucción de miles de hectáreas de
bosques e innumerables agresiones al medio ambiente.
La solución está, según los ecologistas, en un aprovechamiento
integral de los recursos hídricos.
La Voz de Galicia. 23 de marzo de 1993
Ponle título a esta noticia.
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ACES. El Agua
¡AHORREMOS EL AGUA!
Actividad: El recibo del agua
Las necesidades de agua dulce para la Agricultura y la Industria son enormes y
siguen aumentando. Estas necesidades son más imperiosas en las zonas que tienen un
desarrollo industrial importante, pero en la mayor parte de los paises subdesarrollados
el agua de lluvia tampoco es suficiente y se necesita cada vez una mayor cantidad de
agua dulce para regar los cultivos. Las industrias, las fábricas y la población
contaminaron el agua y la hicieron no apta para el consumo e inutilizable para otros
propósitos.
El siguiente dibujo muestra cuanta agua hace falta para producir un kg de cada
producto.
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ACES. El Agua
Calcula, utilizando los datos de la gráfica, la cantidad de agua necesaria para
fabricar una tonelada (1000 kg) de papel, ¿y para una tonelada de azúcar?
Haz un cálculo del agua que se consume diariamente en tu casa, ayudado con el
recibo del agua. Compara el resultado con el de tus compañeros.
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ACES. El Agua
Recibo del agua
En el dibujo siguiente se representa la cantidad de agua que gasta en un día una
persona que vive en una ciudad de un país industrializado.
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ACES. El Agua
Fijándote en la gráfica anterior, calcula la cantidad de agua que se utiliza en un
mes en cada actividad doméstica.
Busca, ayudado por tu "profe", los datos del agua de que dispone tu Comunidad
Autónoma, provincia, ciudad, etc. Analiza los datos y saca conclusiones
organizando una mesa redonda en la clase.
DECÁLOGO DE COMPORTAMIENTO ¡SI QUIERES, PUEDES!
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ACES. El Agua
Modera el consumo de agua
1. La ducha mejor que el baño; mientras que para llenar una bañera se
necesitan 300 l de agua, una ducha de 5 minutos consume menos de 100 l .
2. No es higiénicamente recomendable ducharse más de una vez al día, y eso
con agua tibia y jabón neutro. Asimilar higiene con estar todo el día debajo
de la ducha es un error.
3. No tires innecesariamente de la cadena; cada vez que lo hacemos gastamos
de 10 a 15 l de agua.
4. Cierra bien los grifos; aunque te parezca insignificante, 10 gotas de agua por
minuto son 2 000 l de agua desperdiciados al año.
5. Si tienes lavavajillas no lo utilices a menos que esté lleno; cada lavado
consume 40 l de agua, y además el detergente suele contener fosfatos
(modera la dosis).
Utiliza alternativas naturales
6. Fabrica tu propio lavavajillas. Diluye jabón en tacos en agua caliente. Es
eficaz para la grasa y no contamina el agua de fosfatos.
7. Para limpiar los depósitos calcáreos del inodoro, lavabo y baño, puedes
utilizar vinagre en vez de lejía y derivados, evitando así la destrucción del
equilibrio bacteriano de las aguas residuales.
Compórtate como un consumidor responsable
8. No utilices desodorantes para el W.C.: suelen contener una sustancia,
paradiclorobenceno, que es perjudicial para la salud. En vez de eso, usa
zumo de limón.
9. No tires nunca por el retrete o lavabo pinturas, barnices, disolventes o
aceites. Estos forman una película en la superficie del agua que impide el
intercambio de gases, asfixiando la vida que hay debajo. Para deshacerse de
ellos, mételos en un recipiente cerrado y tíralos a la basura.
10. No tires colillas por el W.C., permanecen durante mucho tiempo en las
aguas residuales.
¡Te pillamos! Seguro que hay varios puntos de este decálogo que tu no cumples.
¿Cuáles son?
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ACES. El Agua
DOCUMENTO: CARTA EUROPEA DEL AGUA
Proclamada por el Consejo de Europa en Estrasburgo el día 6 de mayo de 1968
Principios:
I. No hay vida sin agua. Es un bien valioso, indispensable para todas las
actividades humanas.
II. Los recursos de agua dulce no son inagotables. Es imprescindible
preservarlos, controlarlos y, si es posible, acrecentarlos.
III. Alterar la calidad del agua, significa perjudicar la vida del hombre y de los
demás seres vivos que dependen de ella.
IV. La calidad del agua debe preservarse en niveles adaptados a la utilización a
la que se destine y debe satisfacer las exigencias de la salud pública.
V. Cuando el agua, después de ser utilizada, sea devuelta a su medio natural,
no debe poner en peligro los usos posteriores, sean públicos o privados, a los
que se destine.
VI. La conservación de una cubierta vegetal adecuada, preferentemente de tipo
forestal, es esencial para la conservación de los recursos del agua.
VII. Los recursos de agua deben ser objeto de inventario.
VIII. La gestión correcta del agua debe ser objeto de un plan diseñado por las
autoridades competentes.
IX. La conservación del agua implica un esfuerzo creciente de investigación
científica, de formación de especialistas y de información pública.
X. El agua es un patrimonio común con un valor que debe ser reconocido por
todos. Todo el mundo tiene el deber de economizarla y de utilizarla con
cuidado.
XI. La gestión de los recursos del agua debería inscribirse en el marco de la
cuenca natural mejor que en el de las fronteras administrativas y políticas.
XII. El agua no tiene fronteras. Es un recurso común que requiere de una
cooperación internacional.
Comenta en grupo algunos de los puntos de la carta que más te llamen la
atención, reflexionando sobre todo lo visto en la unidad.
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