El agua un líquido especial
Manuela Piñacela
Ingeniería Civil, Universidad de Cuenca, Cuenca, Ecuador
[email protected]
I.
INTRODUCCIÓN
El agua es un recurso esencial para la vida y la industria, con propiedades físicas y
químicas que la hacen única. Su comportamiento en diferentes contextos influye en la
calidad del medio ambiente, la salud humana y el desarrollo de infraestructuras. Sin
embargo, también enfrenta problemas de contaminación por diversos factores, lo que
hace necesario su tratamiento para garantizar su disponibilidad y sostenibilidad. En el
siguiente trabajo abordaremos temas relacionados con su importancia, características,
para comprender de mejor manera su papel, que el fundamental en nuestro planeta.
II.
DESARROLLO DE CONTENIDOS
A. Propiedades físicas del agua:
Estado físico
Puesto que es muy abundante en nuestro planeta, la podemos
encontrar en sus tres estados: sólido (nieve, granizo), líquido
(agua a temperatura ambiente) y gaseoso (vapor de agua).
Densidad
Su densidad oscila alrededor de 1 𝑔/𝑐𝑚3 en su estado sólido su
densidad es menor por lo que flota sobre el agua.
Punto de fusión
Paso del estado sólido a líquido en 0°C, 32°F, 273.15°K
Punto de ebullición
Paso del estado líquido a evaporación en 100°C, 212°C,
373.15°K
Calor específico
Nos indica cuánta energía se necesita agregar o quitar a una
sustancia para cambiar su temperatura, para el agua su valor está
por aproximadamente 4.18
Calor de vaporización
𝐽
𝑔 °𝐶
.
El calor de vaporización representa la cantidad de energía que se
necesita para cambiar un mol de agua de estado líquido a estado
gaseoso a una temperatura y presión constantes, para el agua su
𝐾𝐽
valor es 40.7 𝑔 °𝐶.
Tensión superficial
Resistencia de un líquido en su superficie a ser penetrado, en el
caso del agua, esta tiene una elevada tensión superficial debido a
la cohesión que existe entre sus moléculas, lo cual podemos
observar cuando los insectos se desplazan sobre esta sin
hundirse.
Viscosidad
La resistencia que presenta un líquido a fluir, para el agua, su
viscosidad no es una constante fija, sino que varía con la
temperatura y la presión, a temperaturas bajas su viscosidad es
mayor, mientras que a temperaturas mas altas, la misma
disminuye. A 20°C su viscosidad es aprox 1.002 mPas.
Constante dieléctrica
Capacidad del agua para absorber y almacenar carga eléctrica, es
importante ya que permite entender y predecir la conducta de los
materiales en presencia de campos eléctricos, el agua tiene una
constante de 80.1.
Conductividad
Características de transferencia de calor de un material,
térmica
capacidad de una sustancia para transferir calor a través de un
material por conducción, para el agua es 0.598 W/mK
Tensión de vapor
Conocido también como presión del vapor, y trata de la presión
de equilibrio de un vapor por encima de su
estado líquido o sólido en un recipiente cerrado.
B. Propiedades químicas del agua:
Fórmula molecular
Polaridad
𝐻2 𝑂
La polaridad facilita la unión entre las moléculas de agua con
otras moléculas, para su caso concreto, en lo general la molécula
de agua es neutra, pero debido a que en el momento que
comparte sus electrones, no lo hace de forma equitativa, por lo
que presenta cierta polaridad.
Enlaces de hidrógeno
Los enlaces hidrógeno en el agua son fundamentales para
muchas de las propiedades que tiene, estos se forman cuando los
átomos de hidrógeno de una molécula de agua se atraen a los
átomos de oxígeno de otras moléculas de agua debido a la
diferencia en sus cargas magnéticas, gracias a estos, el agua tiene
una elevada tensión superficial, además de que permite que su
punto de ebullición se más alto.
Reactividad química
El agua es un reactivo fundamental en muchos procesos
químicos, siendo un excelente disolvente que puede ionizarse y
participar en reacciones ácido – base, además interviene en
procesos más complejos como la hidrólisis, oxidación y
reducción.
Disolvente universal
Es conocido como disolvente universas porque su naturaleza
polar le permite disolver muchas sustancias esenciales para la
vida y la industria.
Ionización
En algunos casos, el agua se ioniza, por lo que sus moléculas se
reorganizan cambiando su estructura generando nuevas
moléculas cargadas eléctricamente como el grupo hidroxilo
(𝑂𝐻 − ).
pH del agua pura
Tiene un pH neutro (7), mientras que el agua de mar es un poco
alcalina (pH > 7) y el agua lluvia tiene un pH <7 por lo que es
ligeramente ácida al mezclarse con componentes de la atmósfera.
Estabilidad química
Es una molécula muy estable bajo condiciones normales debido a
que su enlace covalente entre hidrógeno y oxígeno es muy fuerte,
lo podemos descomponer mediante electrólisis, sin embargo, en
su estado natural no se descompone fácilmente, lo cual lo hace
esencial para la vida.
Oxidación-reducción
En algunas ocasiones, el agua puede actuar como agente reductor
u oxidante en distintas reacciones químicas, esto depende del pH
de la solución, y esta propiedad apoya su papel como regulador
del pH.
Capacidad de formar
Su naturaleza polar y su capacidad para formar enlaces de
soluciones acuosas
hidrógeno permiten que el agua disuelva en una gran variedad de
sustancias como sales, azúcares y gases, haciendo posible
muchas reacciones químicas.
C. Contaminantes del agua:
Descripción
Físicos
Objetos tangibles que pueden estar hechos de
sustancias químicas y tener microbios peligrosos
sobre o dentro de ellos, estos pueden ser
plásticos, aguas residuales, basura en general
que es botada a lagunas, ríos, etc.
Químicos
Son sustancias que son tóxicas y dañinas para la
vida que hay dentro del ecosistema acuático,
como los metales pesados: plomo, mercurio,
pesticidas, hidrocarburos y productos
industriales, como, por ejemplo: derrames de
petróleo en mares o ríos.
Biológicos
Son microorganismos como las bacterias, virus o
parásitos que causan enfermedades en animales
y personas, como la presencia de bacterias en
fuentes de agua potable debido a los desechos
fecales.
Emergentes
Son aquellas sustancias que no son monitoreadas
pero que tienen efectos ambientales y en la
salud, como fármacos, micro plásticos, etc.
Ejemplo: Restos de antibióticos presentes en
lagos, ríos, mares
Fuentes de
Son los lugares de donde provienen la mayor
contaminación parte de los contaminantes del agua, por
ejemplo: fábricas con descarga de residuos al río
o agrícolas con escorrentías de pesticidas.
Gráfico
D. Parámetros de calidad del agua:
Descripción
Turbiedad
Cantidad de partículas suspendidas en el agua que afecta a su
claridad.
Color
Indica la presencia de materiales disueltos, como la materia
orgánica o minerales.
Conductividad
Capacidad del agua para conducir electricidad, está relacionada con
eléctrica
la concentración de sales disueltas.
pH
Mide la acidez o alcalinidad del agua en la escala de 0 – 14, tener
en cuenta que los valores extremos pueden afectar a la vida acuática.
Dureza
Cantidad de calcio y magnesio en el agua, esto influye en su uso
doméstico e industrial.
Alcalinidad
Capacidad para neutralizar ácidos.
Hierro
Está presente en el agua de manera natural o por contaminación,
puede afectar al sabor y causar manchas.
Manganeso
Muy similar al hierro, puede causar problemas de coloración y
afectar a procesos industriales.
Oxígeno disuelto
Cantidad de oxígeno presente en el agua, esencial para la vida.
DBO (demanda
Cantidad de oxígeno que los microorganismos consumen para
biológica de
degradar la materia orgánica.
Oxígeno)
DBO (demanda
Cantidad de oxígeno necesario para oxidar contaminantes orgánicos
química de Oxígeno)
e inorgánicos.
Sólidos totales
Concentración de sustancias disueltas en el agua.
disueltos
Metales pesados
Elementos como plomo, mercurio y cadmio pueden afectar a la
salud debido a su toxicidad.
E. Tratamiento del agua natural/residual
Se conoce como tratamiento de aguas residuales al conjunto de procedimientos
de tipo físico, químicos y biológico, que nos permiten convertir el agua contaminada en
agua potable y de esta manera nosotros podamos volver a utilizarla.
Existen diferentes tipos de aguas residuales:
-
Aguas servidas: Provienen del uso doméstico, como aseo, lavado y baños.
-
Aguas contaminadas: Generadas por industrias y procesos productivos.
Así mismo existen procesos principales:
-
Pretratamiento: Eliminación de sólidos grandes mediante tamizado,
sedimentación y desengrase.
-
Tratamiento secundario (biológico): Uso de microorganismos y filtrado para
degradar materia orgánica.
-
Tratamiento terciario (químico): Filtración avanzada, remoción de nutrientes y
desinfección con cloro, ozono o luz UV.
Es importante mencionar que estos procesos son llevados a cabo en las plantas de
tratamiento donde las instalaciones están diseñadas para purificar el agua de diferentes
contaminantes.
F. Efectos del agua en materiales de construcción:
Descripción
Corrosión en metales
Acelera la oxidación de metales como el hierro y acero,
reduciendo la resistencia y durabilidad debido al cambio en la
estructura del material.
Efectos en estructuras
Una exposición prolongada del agua con el concreto puede
de concreto.
causar fisuras y disminuciones en la estructura de la misma.
Reacciones químicas
Cuando algunos minerales presentes en el entorno reaccionan
indeseadas
con el agua puede afectar a la estabilidad de los materiales de
la construcción, anteriormente mencionada: la corrosión y
oxidación.
Influencia de la
Como se mencionó, la presencia de sales ácidos o
calidad del agua en la
contaminantes en el agua puede comprometer a la vida útil de
durabilidad de
los materiales utilizados en los proyectos u construcciones.
materiales
G. Uso del agua en obras civiles:
Descripción
Preparación de
Esencial para la formación de
concreto y mortero
mezclas resistentes y la
hidratación del cemento.
Relación agua/
Determina la resistencia y
cemento
durabilidad del concreto, si hay
agua en exceso, esta puede
reducir su calidad.
Requisitos de calidad
Es recomendable que esté libre de
del agua para
impurezas y sustancias que
construcción
puedan afectar a la reacción
química del cemento.
Control de humedad
Se regula la cantidad de agua
en obras
presente en materiales y
estructuras para evitar deterioros
prematuros.
Uso de cimentaciones,
Es un elemento fundamental en el
presas, túneles y obras
diseño y construcción de
hidráulicas
estructuras que deben soportar su
presencia de manera prolongada.
III.
CONCLUSIONES
El agua desempeña un papel fundamental en la naturaleza, la industria y la
construcción. Comprender sus propiedades y los factores que afectan su calidad es
esencial para su manejo eficiente y su preservación. La contaminación del agua y su
tratamiento son temas críticos para la sostenibilidad y la salud pública. Además, su
influencia en materiales de construcción y en obras civiles resalta la importancia de
garantizar su adecuada calidad en cada aplicación. Esta investigación resalta la
importancia de adoptar medidas para su conservación y uso responsable, promoviendo su
disponibilidad para futuras generaciones.
IV.
BIBLIOGRAFÍA
Lifeder. (16 de diciembre de 2020). Propiedades físicas y químicas del agua.
Recuperado de: https://www.lifeder.com/propiedades-fisicas-quimicas-agua/.
Equipo editorial, Etecé (6 de agosto de 2024). Tratamiento de aguas residuales.
Enciclopedia Concepto. Recuperado el 24 de abril de 2025 de
https://concepto.de/tratamiento-de-aguas-residuales/.
Sánchez, J., & López, M. (2018). Tratamiento y calidad del agua en sistemas
urbanos. Editorial Científica.
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